发动机结构期末复习

1、风扇/压气机的功能提高燃烧室进II气体总压，供给发动机工作所需压缩空气，也可为座舱增压、涡轮散热及其 他发动机的起动提供压缩空气。风扇可以产生推力，提高发动机效率。涡轮的功能及工作特点功能：把高温、高压燃气的部分热能、压力能转化为机械功，从而带动压气机及其他附件工 作。工作特点：功率大、燃气温度高、转速高、负荷大。燃烧室工作环境特点工作环境：燃烧过程在高速气流、贫油混合气中进行工作环境特点：高温、高负荷承受着气动力、惯性力产生的静载荷和振动载荷，还受热应力和热腐蚀的作用燃油喷嘴的工作环境及类型功能：将燃油雾化，加速混合气形成，保证稳定燃烧和提高燃烧效率工作环境：高速气流类型：（1）离心喷嘴：燃

2、油在油压作用下沿切线进入喷嘴内腔，高速旋转，从喷II喷出时, 在离心力作用下雾化，形成旋转的圆锥油雾层，与来自涡流器的旋转气流相撞、混合，形成 油气混合气；（2）气动喷嘴：油膜与高速气流相互作用，在气动力作用卞使油膜破碎雾化, 快速形成均匀良好的油气混合气；（3）蒸发喷嘴：燃油首先喷入处于高温燃气流中炽热的蒸 发管内，迅速吸热并蒸发为燃油蒸汽，与进入蒸发管内的少量空气初步混合成油气，然后从 蒸发管喷入火焰筒的主燃区内，与人量空气混合后燃烧：（4）甩油喷嘴：燃油在甩油盘中形 成油膜，离开喷II后，由于突然膨胀，使油膜破裂成油珠，在气动力的作用下，油珠变成更 小的油雾和空气混合，进入燃烧区燃烧。加

3、力燃烧室混合器类型（1）漏斗混合器：有许多插入内涵的漏斗组成，外涵气体通过漏斗以一定角度摄入内涵；（2）环形混合器：依靠内外涵道两股同轴平行射流的表面紊流混合；（3）菊花槽混合器：同轴表面混合，利用沿外涵气流方向越来越人的波形菊花槽来增人内 外涵道气流的混合面，提高效率。压气机基本类型轴流式压气机离心式压气机混合式压气机涡轮部件结构设计要求具有均匀的热惯性与良好的热补偿结构能承受很人的机械载荷与热负荷压气机结构设计基本要求：（1）满足发动机性能设计提出的各项要求，性能稳定，稳定工作范围宽；（2）具有足够的刚度、适宜的刚度和更小的振动；（3）结构简单，尺寸小，重量轻；（4）工作可靠，寿命长：（5

4、）维修性、检测性好，性能制造成本高。解释涡轮部件所受热应力、热冲击、热疲劳高温下工作的零组件，常常由于其内部温度的不均匀或不能自由膨胀而产生热应力与热 变形，过人则会影响发动机的正常工作。短时间内的热应力的剧增可以导致零件的开裂（称 为热冲击）；反复作用的热应力与变形可以导致零件的损坏（称为热疲劳）。涡轮叶片冷却方式（1）对流冷却：冷却空气从叶片内若干专门冷却通道流过，通过与壁面热交换，带走热 量，从而使叶片温度降低，达到冷却目的；（2）喷射式冷却（或称冲击式冷却）：使冷却空气射流正对着别冷却表面，增强局部换热 能力；（3）气膜冷却：冷却空气由叶片端部进入叶片内腔，通过叶片壁面上大量小孔流出，

5、在 叶片表面形成一层气模，将叶片表面与炽热的燃气隔开，达到冷却叶片的目的。（4）发散冷却：叶片由疏松多孔材料制成，冷却空气从叶片内腔通过叶片壁上无数微孔 渗出，就像出汗一样，带走热量，形成气膜。涡轮转子叶片构造特点叶型剖面弯曲度人，叶身较厚，并且沿叶高的截面变化较明显。叶尖部分通常有一些特 殊结构：叶尖“切角”、叶顶带冠、环形护圈、变功量可控涡设计、正交叶片。涡轮机匣的结构设计要求（1）尽可能减小涡轮叶尖径向间隙，以提高涡轮效率，但又要保证工作时转子与静子不 致碰坏；（2）既要保证机匣具有足够刚性，又要减轻机匣重量，并便于装配；（3）工作时，机匣相互间要能很好地热定心，转子与静子之间能保持良好

6、的同心度。主燃烧室的基本组成扩压器、壳体、火焰筒、燃油喷嘴、点火器离心喷嘴的工作原理燃油在油压作用卞沿切线进入喷嘴内腔，高速旋转，从喷II喷出时，在离心力作用下雾 化，形成旋转的圆锥油雾层，与来自涡流器的旋转气流相撞、混合，形成油气混合气；列举压气机气流通流流道形式，简述其特点简述枫树形桦头的设计要求及优缺点桦头设计要求：（1）在尺寸小、重量轻的条件卞，叶身所受的负荷可靠地传递给轮盘；（2）保证工作叶片的准确定位和可靠固定；（3）应有足够的强度、适宜的刚性及合理的受力状态，尽量避免应力集中；（4）结构简单、拆装方便。对于涡轮叶片桦头连接，还应注意：（1）允许桦头连接处受热后能自由膨胀，以减小热

7、应力；（2）桦头传热性要好，是叶片上的热量容易散走；优点：周向尺寸小、重量轻、能承受较大的负荷。（1）叶根与轮缘部分材料利用合理，承载面多，承拉截面接近等强，重量轻；（2）周向尺寸小，因而在轮盘上可安装较多叶片；（3）可以有间隙地插入桦槽，允许桦头与轮缘受热后自由膨胀：（4）可利用禅头的装配间隙，通入冷空气，对禅头和轮缘进行冷却；（5）拆装及更换叶片方便。缺点：（1）叶片和轮缘桦齿间圆角半径小，应力集中现彖严重；（2）加工精度要求高，否则各齿受力不均匀。简述燃烧室点火器类型及特点（1）间接点火：先点燃起动喷嘴燃油，形成小股火焰，然后用小股火焰去点燃工作喷嘴 燃油。这种点火器对于在主燃区的安装位

8、置不太敏感，点火能量大，高空再点火较 易实现。但其缺点是结构复杂，重量较大。（2）直接点火：用电嘴直接点燃火焰筒头部混合气。点火器安装位置要求高，结构简单， 重量小。分析发动机作用于各部件上的负荷及传递方式气体力：惯性力：热应力：简述挤压油膜阻尼器的减振原理简述排气装置的功能及组成功能：在涡轮或加力燃烧室以后组织排气组成：尾喷管、反推力装置、消音装置涡扇发动机排气方式及优缺点分别排气混合排气说明航空发动机噪声来源及特点噪声来源：压气机、涡轮和排气流。噪声分为内部噪声和外部噪声。内部噪声主要是风扇、 压气机和涡轮工作时产生的，可在气流通道内采用声学处理方法衰减。外部噪声是高速排气 流与周I制犬气

9、混合时，由于人的速度差产生强烈的紊流，一部分能量以声能形式辐射产生。列举外涵反推装置优点（1）有效。因为大涵道比涡扇发动机80%以上的推力来自于风扇，即外涵道，所以将外 涵气流折反，既可获得足够大的反推力；（2）可行。因为将外涵气流折反时对内涵气流的影响很小，因此对发动机工作状态的影 响也小。列举燃烧室故障类型受高温热应力引起的故障、机械振动引起的故障、积炭和热腐蚀引起的故障、燃烧过程 组织不善引起的故障。航空发动机启动系统基本要求及启动过程基本要求：（1）保证战术技术要求的起动时间；（2）保证发动机在地面和尽可能高的高度，都能够可靠地自动起动；（3）在系统体枳小、重量轻的条件下，尽量保证起动

10、的独立性和足够多的重复起动次数：（4）附件结构简单，使用和维护方便。起动过程：（1）第一阶段：起动机单独带动发动机转子加速；（2）第二阶段：起动机和涡轮转子共同带动发动机转子加速：（3）第三阶段：涡轮转子单独带动发动机转子加速。简述压气机转子结构受力及结构设计要求重力、机动飞行时的惯性力、轴向力、机动飞行时的陀螺力矩、叶片的离心力、转子的扭矩、 转子质量离心力。设计要求：在尺寸小、重量轻、结构简单、工艺性好的前提卞，转子零、组件及其连接处应 保证可靠的承受载荷和传力，具有良好的定心和平衡性、足够的刚性。简述涡轮部件冷却的作用及设计要求涡轮部件冷却的作用：（1）提高涡轮前燃气温度，以提高发动机性

11、能；（2）在涡轮前温度给定的条件下，降低零件工作温度到允许的范闱内，以保证零件的机 械强度；（3）使零件内温度分布均匀，以减小热应力；（4）提高零件工作表面的耐蚀性，如果将零件与燃气流隔开，可以避免对零件工作表面 的侵蚀；（5）有可能采用廉价的耐热材料。设计要求：（1）对于所引用的冷却空气，要考虑冷却空气的压力、流量、温度和清洁，以保证冷却 的有效性；采用冷却可以提高涡轮前燃气温度和降低成本，但是冷却空气的引用却 又使压缩空气流失，致使发动机性能降低；（2）对发动机主流道的流动影响应尽可能小，避免气动损失：（3）力求结构简单、工作可靠；（4）考虑转子轴向力调整。简述蒸发喷嘴原理及设计特点原理：

12、燃油首先喷入处于高温燃气流中炽热的蒸发管内，迅速吸热并蒸发为燃油蒸汽，与进 入蒸发管内的少量空气初步混合成油气，然后从蒸发管喷入火焰筒的主燃区内，与大量空气 混合后燃烧。特点：油气混合均匀，避免了主燃区的局部富油区，减小了冒烟和枳碳；加力燃烧室点火器类型及特点（1）预燃室点火：点火可靠，但需要增加一套系统，带来一定复杂性；（2）电嘴点火：需要较大功率产生较强的电火花。（3）催化点火：结构简单、重量较轻、点火方便。但是铀佬丝价格昂贵，易受污染而失 效，影响可靠性。（4）热射流点火：点火能量人，高空性好，迅速可靠，不添加附加构件，只要主燃烧室 不熄火就总能可靠点火。火舌传递路程远，流程复杂，尤其是

13、在穿过多级涡轮时， 受到强烈的扰动，在调试加力燃烧室时相应地要做人量的点火实验。尾喷管的设计类型及要求依通道形状分为收敛形和收敛扩散形。喷I I面积可以做成可调或不可调。简述涡轮发动机为保证径向间隙轴向均匀所采取的措施滑油系统组成及部件滑油箱：存放滑油；滑油泵：增压并使滑油增压，回油泵抽回滑油：滑油滤：过滤油中的屑末微粒；滑油/燃油热交换器：冷却滑油并加热燃油；油气分离器和离心通风器：通过油气分离器，去除回油中的气泡、蒸汽；油腔气体在通往机 体外之前，使用离心通风器将空气中的油滴分离出来，减少润滑油损耗。指不系统磁性金属屑探测器滑油系统分为：（1）压力系统：从滑油箱开始，到滑油喷嘴结束。其中包

14、拾：增压泵、滑油滤、调压活 门、滑油/燃油热交换器，最后油滤等；（2）回油系统：从轴承腔开始，到滑油箱结束。其中包拾：回油泵。（3）通气系统：包括离心通风器和各自部分通气管。其功用是平衡滑油腔的压力；减小 滑油消耗量；保证滑油系统的正常工作。说明加力燃烧室点火类型及工作过程采用热射流点火系统。定量调节器根据发动机综合调节器的指令，向火舌点火系统喷射定量 燃油，这股附加燃油形成的火焰穿过涡轮，点燃加力燃烧室混合气。简述燃烧室组成，并在图中标注扩压器、壳体、火焰筒、燃油喷嘴、点火器描述涡轮静子组成并标注涡轮机匣、导向器及涡轮的支承与传力构件判断下图为哪个部件的转子，转子连接结构形式在图中标注说明尾喷管组成、原理、调节方式涡轮导向器安装方式及优缺点支承方式，画出中介轴承位置，论述该支承方案及中介轴承方案优缺点中介轴承：3号止推轴承支撑方案：高压转子：0-2-1；中压转子：1-2-0；低压转子：1-0-1；在整体布局中，将三个转子的止推轴承集中在一个承力机匣上，使承力构件集中，传力路线 最短。由于转子数目多，只能在涡轮中采用涡轮级间（高压与中压级间）的承力构件，支承 6,7号轴承。这种涡轮级间承力构件不仅使发