AL.31F小涵道比涡扇发动机.ppt

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1、AL-31F小涵道比涡扇发动机总体结构分析主讲人：杜屹森组员：谢颖、吴义兵、尹国浩、李晗AL-31F简介AL-31F发动机是由俄罗斯留里卡土星“科研生产联合体”研制的带加力燃烧室的涡扇发动机，它是在AL-21的基础上发展而来。1985年该发动机研制达标后，用于苏-27、苏-30和苏-35战斗机。除了用在双发布局飞机之上，它还推出了可用在单发布局飞机上的改型发动机AL-31FN。AL-31F的结构形式是双转子加力式涡轮风扇发动机。其性能是优良的，具有明显优势：（1）尺寸小，推力大。（2）稳定性高。

2、（3）维修简便。（4）使用寿命长。AL-31F简介AL-31F简介总体结构分析一、高、低压转子结构形式、支承方式及其特点1、高压压气机结构形式及特点高压压气机结构1、高压压气机结构形式及特点高压压气机为9级轴流式。第1～3级盘用电子束焊焊在一起，而第4～6级盘同样用电子束焊焊为一个整体。第7～9级则为单盘，而用长螺栓与6级盘连在一起。并且9级压气机盘与叶片连接的榫头均为环形燕尾槽。这种结构对于叶片较大的前两级叶盘就其强度分析上有较大的不足，但是为了减轻重量，只能接受这种结构，在结构优化设计和工艺

3、加工上进行补偿。转子的前轴颈由第4级盘前伸，第3级处连接，以便缩短转子长度。第1～6级盘为钛合金构件，第7～9级则用耐热合金制成。第1～5级转子叶片用钛合金制成，第6～9级转子叶片用耐热合金制成。进口导流器和1级导流器均由钛合金制成并装在一个由钛合金制成的前机匣上。进气导流器和第1～2级导流器，共三排是可调的。1～8级导流器均为悬臂式结构，出口导流器也是双排串列叶栅。2、低压压气机结构形式及特点低压压气机为4级轴流式，增压比为3.6。整个低压压气机为全钛结构。前3级转子叶片带有阻尼凸台。整个低压

4、压气机转子用电子束焊焊为一个整体构件。第四级转子叶片对应的外机匣上，带有机匣处理环腔，即在机匣内壁开有400个斜槽，用以提高其稳定工作裕度。第四级出口整流叶片为双排的串列叶栅。低压压气机机匣为整体分段。结构特点：1）风扇机匣为整体分段，这可以最大限度的保证在任何工作状态下机匣的变形保持原形，从而提高风扇的效率。2）风扇转子前两级为焊接，后两级为螺栓连接。这是由于后轴颈与第三级盘连接，以缩短风扇转子支承间的距离，此外还可以提高转子的维修性。3）风扇前后轴与轮盘焊接，以减轻转子重量。4）前两级风扇叶

5、片与盘连接榫槽槽向固定为径向销钉，大可承受较大的槽向分力，以保证叶根大的倾斜角。5）风扇第四级动叶后对应机匣位置有处理机匣以防止喘振，扩大稳定工作裕度。6）由于风扇叶片在设计中过于追求高的效率而采用大展弦比叶片，从而降低了风扇叶片的抗外物打伤性能，因此，在结构上通过在前三级叶片上设计凸肩以保证发动机可靠性。3、高低压涡轮结构形式及特点高压涡轮高低压涡轮均为单级。高压涡轮导向器共有14组，每组3个叶片。高压涡轮转子叶片共90片，不带冠，榫头处带有摩擦阻尼减振器。高压涡轮盘与前后轴用螺栓连接。低压涡

6、轮低压涡轮导向器共11组，每组亦为3个叶片。转子叶片亦为90片，带冠。低压涡轮轴的特点是前后分为三段，前、后段由耐热不锈钢制成，中段由钛合金制成，三段间以“叉型”结构用径向销钉连为一体。为减小高压涡轮后支承轴承与低压轴后支点的距离，以减小在工作过程中转子间的动力影响，低压涡轮盘孔较大，并通过三叉型轴颈连接低压涡轮盘、涡轮轴和高压后轴承。4、支承方式及特点低压转子的支承方案采用1-2-1四点支承方案，即风扇转子支承于2个支点，低压涡轮也支承于2个支点，两转子间采用传递扭矩与轴向力的特殊的柔性联轴器

7、连接。高压转子仍采用1-0-1两支点方案，且后支点为中介支点。由于低压涡轮转子支承于两个支点上，工作时非常平稳，因而通过中介轴承支承于低压涡轮转子上的高压转子，工作非常稳定。但这种支承方案却使低压转子的联轴器及涡轮前支点的结构变复杂。二、传力路线分析AL-31F的静子承力系统在承力方案上采用了三个承力框架：1、在风扇前1号支点处由进口导向器叶片固定部分作为受力框架将辊棒轴承的径向负荷外传，经风扇机匣传至主安装节。2、在风扇和高压压气机之间的中介机匣是发动机主承力框架，风扇后2号支点、低压涡轮轴前

8、支点即3号支点和高压压气机前4号支点所承受的轴向载荷和径向载荷均通过中介机匣传到安装节上3、后传力框架由涡轮后支板、内锥和外机匣组成。由于高压涡轮轴后支点是转子间中介抽出，其径向载荷传到低压轴上，连同低压涡轮的径向载荷由低压涡轮后支点传至后传力框架后，再经涡轮外机匣等传到辅助安装节上。三、高压转子连接结构特点1、高压压气机转子结构的连接特点叶片与盘的连接：高压压气机中全部采用了环形燕尾榫头，这种结构加工方便，装配简单，特别是在更换叶片时只需打开压气机机匣即可拆装叶片，但由于榫头尺寸相当于燕尾榫头