结构分析 PWPPT课件

1、2001年7月1一、PW4000系列发动机概述 1984年4月，首次台架试车 推力达27488daN。 1985年7月31日首次进行了飞行试验， 装备A300B 1986年7月获得推力24909daN级适航证 PW4052、 PW4152 1987年7月首次交付使用 装备于B767-200、A310 1988年4月获推力26690daN级适航证。 PW4158第1页/共46页2001年7月2第2页/共46页2001年7月3第3页/共46页2001年7月4二、支承方案JT9D与PW4000第4页/共46页2001年7月5PW4000支承结构第5页/共46页2001年7月6PW4000低温部件第6

2、页/共46页2001年7月7PW4000支点No.1第7页/共46页2001年7月8PW4000支点第8页/共46页2001年7月9PW4000支点No.2第9页/共46页2001年7月10PW4000高温部件第10页/共46页2001年7月11PW4000支点No.3第11页/共46页2001年7月12PW4000支点No.4第12页/共46页2001年7月13三、风扇结构 具有大的离心负荷 随着直径的加大外物打伤问题严重 随着叶尖切向速度的加大噪音加大第13页/共46页2001年7月14三、风扇结构 1)空心风扇叶片 RR公司和PW公司研制 首先在RB211-535E4使用 后在V2500

3、、RB211-524G/H上使用。 现在研制第三代超塑性成型、扩散连接风扇叶片。第14页/共46页2001年7月15三、风扇结构2）叶身带中间突肩 作用： 减小叶片振动 提高抗外物打伤（FOD） 相互抵紧形成一环 第15页/共46页2001年7月16三、风扇结构 带凸肩叶片问题： 制造 强度 性能 第16页/共46页2001年7月17三、风扇结构利用气流通利用气流通道防止核心道防止核心机打伤机打伤加大动静叶加大动静叶间距减少噪间距减少噪音音第17页/共46页2001年7月18四、高压压气机结构第18页/共46页2001年7月19四、高压压气机结构 1）环型燕尾槽 GE 公司，PW公司，RR公司

4、的民机均采用了环形燕尾槽的结构。 在推重比为8 以上的发动机上也大多采用。 最主要的是减小零件数，减小重量 主要在高压压气机后几级采用第19页/共46页2001年7月20四、高压压气机结构第20页/共46页2001年7月21四、高压压气机结构 2）高压压气机的钛火问题 全钛转子和钛合金机匣 主要需要解决钛火问题 研制耐高温低燃性钛合金。 在防止钛火的前提下,如果实现全钛转子可大幅度降低压气机转子重量。第21页/共46页2001年7月22四、高压压气机结构 使用背景 CF6到1977年为止工作800万小时发生14次; PW40001986年5月6日进行包容性试验时发生钛火。1987.6EIS；

5、F404 1987年11月美海军宣布当年摔9架其中4架是由于钛火； 俄罗斯HK-8-2Y、HK-86 、-30KY 1977-1987年发生7次钛火事件；1980年EIS 在定型试验中发生4次； 1982年-1991年发生10次钛火；第22页/共46页2001年7月23四、高压压气机结构 产生原因 在空气温度压力较高时，钛转子与钛静子或机匣碰摩会引起钛火。 5-10秒即可烧穿机匣。一般情况下高压压气机3-4级的条件正好。第23页/共46页2001年7月24四、高压压气机结构 采取措施 1. CF6 1978年后采用钢机匣； 2. F404 1987年后高压压气机采用钢机匣(M152)；涵机匣采

6、用PMR15复合材料，发动机总重量增加0.454千克。 3.CFM56 加防火衬套，1987年10月采用钢机匣(M152)，零件数减少140件，重量仅增加5,63千克。第24页/共46页2001年7月25四、高压压气机结构第25页/共46页2001年7月26四、高压压气机结构第26页/共46页2001年7月27四、高压压气机结构 4. PW4000 采用在钛机匣内镶嵌4.3毫米的钢环再加2.67毫米厚的金属毛毡 5. 俄适航条令关于使用钛合金机匣的规定在使用钛合金时应满足以下温度要求： 叶片小于500， 静子叶片小330 机匣外环小于330 转动篦齿环小于300第27页/共46页2001年7月

7、28四、高压压气机结构 6）阻燃钛合金 钛合金着火问题阻碍了高压机匣采用； 钛合金中含V量大于25% 、含Cr量大于15%时有较好的阻燃性能； Alloy C (Ti-35V-15Cr) 在F119上应用； R.R公司正在发展价廉的Ti-25V-15Cr-2Al (621所参加)第28页/共46页2001年7月29四、高压压气机结构 3）机匣开斜槽 减小二次损失，提高叶片效率。第29页/共46页2001年7月30四、高压压气机结构 正交叶片 在性能上采用的措施以提高压气机效率。第30页/共46页2001年7月31五、燃烧室结构 燃烧室 买得起，泼辣，重量轻，性能好 增强在小空间内油气掺混； 改

8、善低状态下的稳定性 高状态下的高温耐久性 采用先进的涡流器技术，单头部燃烧室 改善扩压气的气动设计 创新燃油分配系统第31页/共46页2001年7月32五、燃烧室结构内、外机匣连同带叶栅的扩散器整体铸出第32页/共46页2001年7月33五、燃烧室结构 燃烧室火焰筒 由滚轧出的环形段焊接 (EBW) 而成 焊缝位于冷却孔附近的冷区 采用Hastelloy X 镍基高温合金 与燃气接触的表面用等离子喷涂一层隔热涂层 头部用Inconel 625 镍基合金铸出第33页/共46页2001年7月34 PW4000火焰筒第34页/共46页2001年7月35气动喷嘴第35页/共46页2001年7月36 浮壁式火焰筒第36页/共46页2001年7月37PW4090燃烧室第37页/共46页2001年7月38PW4000高温部件第38页/共46页2001年7月39六、涡轮结构 涡轮的工作环境为高温，高速 应在工作条件下防止热应力和热膨胀 提高寿命 提高可靠性 提高涡轮工作效率第39页/共46页2001年7月40高压涡轮冷却系统第40页/共46页2001年7月41保证轴承使用寿命第