航空发动机总体结构

第2章发动机总体结构第2.1节航空燃气涡轮发动机的组成第2.2节转子支承方案第2.3节联轴器第2.4节支承结构第2.5节静子承力系统2.1航空燃气涡轮发动机的组成2.1航空燃气涡轮发动机的组成2.1航空燃气涡轮发动机的组成1.进气道用来引导足够数量的空气顺利进入压气机，在飞行速度大于压气机进口气流速度时，还可起到提高空气压力的作用（冲压作用）。进气道在结构上往往属于飞机机体的一部分，但在作用上属于发动机的组成部分。2.压气机用来压缩空气，提高空气压力。有轴流式压气机和离心式压气机。3.燃烧室由喷嘴喷出适量燃料，同压气机流来的空气混合，组织燃烧，产生高温燃气。4.涡轮在高压高温燃气推动下旋转，带动压气机工作。5.尾喷管高温高压燃气充分膨胀，将部分热能转换为动能，高速向外喷出，产生反作用推力。2.1航空燃气涡轮发动机的组成用来引导足够数量的空气顺利进入压气机，在飞行速度大于压气机进口气流速度时，还可起到提高空气压力的作用（冲压作用）。1.进气道用来压缩空气，提高空气压力。有轴流式压气机和离心式压气机。2.压气机由喷嘴喷出适量燃料，同压气机流来的空气混合，组织燃烧，产生高温燃气。3.燃烧室在高压高温燃气推动下旋转，带动压气机工作。4.涡轮高温高压燃气充分膨胀，将部分热能转换为动能，高速向外喷出，产生反作用推力。5.尾喷管第2.2节转子支承方案第2.2节转子支承方案2.2.1转子支承方案在燃气涡轮发动机中，发动机转子通过支承结构支承于发动机机匣上。转子上承受的各种负荷（如气体轴向力、重力、惯性力及惯性力矩等）由支承结构承受并传至发动机机匣上，最后由机匣通过安装节传至飞机构件中。在发动机中，转子采用几个支承结构（支点），安排在何处，称为转子支承方案。转子支承方案的表示方法（简图和代号）：在研究转子支承方案时，均将复杂的转子简化成能表征其特点的转子支承方案简图，在简图中小圆圈表示滚珠轴承，小方块表示滚棒轴承。转子支承方案的表示方法（简图和代号）：转子支点的数目与位置，常用转子支承方案代号来表示。两条前后排列的横线分别代表压气机转子和涡轮转子，两条横线前后及中间的数字表示支点的数目。例如：1－3－0表示：压气机转子前有一个支点，涡轮转子后无支点，压气机与涡轮转子间有三个支点，整个转子共支承于四个支点上。一、单转子支承方案1)4支点方案图2-11-3-0的四支点支承方案在这种支承方案中，涡轮转子和压气机转子间的联轴器仅传递扭矩，考虑到两个转子的四个支点很难保证同心，因此采用了浮动套齿的联轴器结构。图2-2浮动套齿联轴器J47单转子涡轮喷气发动机转子的1-3-0四支点支承方案。图2-31-3-0的四支点支承方案2)3支点方案图2-41-2-0的三支点支承方案3)2支点方案图2-51-0-1的两支点支承方案图2-61-1-0的两支点支承方案图2-70-2-0支承方案图2-81-0-1支承方案二、双转子和三转子支承方案多转子发动机中，转子数多，支承数目多，而且低压转子轴要从高压转子轴中心穿过，使结构复杂，但原则上仍以每个转子分别进行处理。与单转子发动机不同的是，有些支点不直接安装在承力机匣上，而是装在另一个转子上，通过另一转子的支点将负荷外传，由于这个支点是介于两个转子之间的，所以称为中介支点。中介支点中的轴承，则称为中介轴承或轴间轴承。在多数发动机中，采用中介支点，可使发动机长度缩短，承力机匣数减少。但是轴间轴承的润滑较困难，轴承工作条件较差，而且装拆也比较复杂。低压转子：0－1－1高压转子：1－1－0图2-9JT9D发动机的支承方案低压转子：0－2－1高压转子：1－1－0图2-10PW4000发动机的支承方案低压转子：0－2－1高压转子：1－0－1图2-11CFM56发动机转子支承方案简图低压转子：0－2－1中压转子：1－2－0高压转子：1－0－1图2-12RB211三转子发动机的支承方案2.2.2止推支点在转子中的位置转子上的止推支点除承受转子的轴向负荷、径向负荷外，还决定了转子相对于机匣的轴向位置，因此每个转子只能有一个止推支点。由于此支点所承受的负荷较大，一般应置于温度较低的地方。例如，在两支点的转子上，止推支点应是转子的前支点；在三支点的发动机中，止推支点最好置于压气机之后。这种安排，不仅可以使轴承在较低的温度环境下工作，也使转子相对机匣的轴向膨胀分配在压气机与涡轮两端，使两端的轴向错移量较小。