航空发动机叶片培训教材

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1、发动机叶片一、发动机与飞机1.发动机种类1）涡轮喷气发动机（WP）WP5、WP6、WP7、……WP132）涡轮螺桨发动机（WJ）WJ5、WJ6、WJ73）涡轮风扇发动机（WS）WS9、WS10、WS114）涡轮轴发动机（WZ）WZ5、WZ6、WZ8、WZ95）活塞发动机（HS）HS5、HS6、HS92.发动机的结构与组成燃气涡轮发动机主要由压气机、燃烧室和涡轮三大部件以及燃油系统、滑油系统、空气系统、电器系统、进排气边系统及轴承传力系统等组成。（发动机的整体构造如下图1）三大部件中除燃烧外的压气机与涡轮都是由转子和静子构成，静子由内、

2、外机匣和导向（整流）叶片构成；转子由叶片盘、轴及轴承构成，其中叶片数量最多（见表1～5）风扇高压压气机燃烧室高压涡轮低压涡轮加力燃烧室喷管发动机的整体结构3.发动机工作原理及热处理过程19工作原理：发动机将大量的燃料燃烧产生的热能，势能给涡轮导向器斜切口膨胀产生大量的动能，其一部分转换成机械功驱动压气机和附件，剩余能由尾喷管膨胀加速产生推力。热力过程：用p-υ或T-S图来表示发动机的热力过程：图1.发动机等压加热理想循环过程1.飞机与发动机发动机是飞机的动力，也是飞机的心脏，不同用途的飞机配备不同种类的发动机。如：1）军民用运输机、轰

3、炸机、客机、装用WJ、WS、WP类发动机。2）强击机、歼击机、教练机、侦察机、装用WP、WS、HS类发动机。3）军民用直升机装用WZ类发动机。一、叶片在燃气涡轮发动机中叶片无论是压气机叶片还是涡轮叶片，它们的数量最多，而发动机就是依靠这众多的叶片完成对气体的19压缩和膨胀以及以最高的效率产生强大的动力来推动飞机前进的工作。叶片是一种特殊的零件，它的数量多，形状复杂，要求高，加工难度大，而且是故障多发的零件，一直以来各发动机厂的生产的关键，因此对其投入的人力、物力、财力都是比较大的，而且国内外发动机厂家正以最大的努力来提高叶片的性能，生

4、产能力及质量满足需要。1.叶片为什么一定要扭在流道中，由于在不同的半径上，圆周速度是不同的，因此在不同的半径基元级中，气流的攻角相差极大，在叶尖、由于圆周速度最大，造成很大的正攻角，结果使叶型叶背产生严重的气流分离；在叶根，由于圆周速度最小，造成很大的负攻角，结果使叶型的叶盆产生严重的气流分离。因此，对于直叶片来说。除了最近中径处的一部分还能工作之外，其余部分都会产生严重的气流分离，也就是说，用直叶片工作的压气机或涡轮，其效率极其低劣的，甚至会达到根本无法运转的地步。发动机叶片数量统计如下（以WJ6、WS11为例）表：1.WJ6压气机

5、叶片数量见表1表1级12345678910Σ工作叶片25313545535353515161458整流叶片34404462627474747482620Σ5971791071151271271251251431078涡轮叶片数量见表2表219级123Σ工作叶片1068682274导向叶片465054150Σ152136136424发动机叶片总数1078+424=15021502×500=按平均价格500元/片，总产值3.755亿2.WS11压气机叶片总数见表3表3级123456789后Σ工作叶片39495161597377797956

6、7整流叶片5058626670727676100100730Σ891071131271291451531551791001297风扇叶片数量见表4表4级123Σ工作叶片22272978整流叶片343644114Σ566373192涡轮叶片数量见表5表5级高压低压1低压2Σ工作叶片9011094294整流叶片518379213Σ141193173507叶片总数1297+192+507=199619按300台计2000×300=片按500元/片计价共计产值3亿元。2.叶片的工作原理1)压气机叶片顾名思义,压气机是用来“压气”地,把进口大气

7、压PH=1的压力压到出口处的所需要的压力.我们下图来分析其压缩的原理：图3基元级叶栅通道气体在图2中的流道内由于其容积越来越小而将气体的压力“憋”得越来越高。在图2中由于叶栅通道内的相对运动中截面积扩大，引19起速度下降，ω1＞ω2，气流的动能减少，减少的动能大部分转化为气流的压力能，从而使气流的压力提高P1＞P2。工作轮的任务不仅要提高压力，而且要不断给气流假如轮缘功Lu使气流不断的被压缩。压气机叶片中有工作叶片和整流叶片之分，工作叶片是随着转子旋转的，而整流叶片是静止不动，给工作叶片进口或出口紊乱的气流进行整理使气流有序的流动减少

8、流动损失。气流在整流叶片中同样是增压过程。压气机的级数往往有很多级，这是因为它的级增压比不高，一般在1.2左右，要将气流压力提高到很高，则需很多级来完成。总压比与级压比的关系是πn*=πnIπKIIπKIII……πKn压