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F110-GE-100小涵道比涡扇发动机总体结构分析
目录
F110-GE-100小涵道比涡扇发动机总体结构分析 ................................................................. 1
制作团队 ........................................................................................................................... 1 发动机图例 ....................................................................................................................... 2 讨论题 ............................................................................................................................... 2 结构和系统 ....................................................................................................................... 3 高低压转子结构形式及支承方案 ................................................................................... 4 传力路线分析 ................................................................................................................... 4 风扇转子及机匣结构设计特点 ....................................................................................... 5 涡轮转子-支撑结构设计 .................................................................................................. 5 低压转子联轴器特点 ....................................................................................................... 5 减重措施 ........................................................................................................................... 6
制作团队
组长：皮启遥
小组成员：皮启遥，李明哲，孙睿智，叶斯泰·克勒施别克，王洪波 PPT制作人：皮启遥
PPT汇报人：皮启遥，王洪波
资料收集人：李明哲，孙睿智，叶斯泰·克勒施别克 报告撰写人：王洪波
发动机图例
讨论题
1.画出高低压转子结构形式及支承方案，并说明其特点；
2.传力路线分析；
3.风扇转子及机匣结构设计特点；
4.涡轮转子-支承结构设计特点；
5.低压转子联轴器特点；
6.第三代军用涡扇发动机在总体结构设计上是如何减重的；
结构和系统
进气道：环形。带17个径向支板。
风 扇：3级轴流式。进口导流叶片的铝制尾缘可调。转子叶片材料为钛合金。水平对开机
匣，使转子叶片可单独更换。压比3.2。
压气机：9级轴流式。头三级为钛合金，后六级为A286钢。零级和头3级静子叶片可调。
盘鼓式转子，惰性焊连接。水平对开机匣，前段为钛合金，后段为钢。压比11。
燃烧室：短环形。火焰筒由HastelloyX合金经机加工而成。燃油经20个双锥喷嘴和20个小
涡流杯喷口喷出并雾化，实现无烟燃烧，具有均匀的出口温度场。
高压涡轮：单级轴流式。高负荷气冷叶片，用冲击和气膜冷却。机匣内衬扇形段，通冷却空
气进行主动间隙控制。转子和静子可单独更换。
低压涡轮：2级轴流式，叶片带冠。转子叶片均可单独更换，静子叶片分段更换。 加力燃烧室：用盘旋式混合器使内外涵气流有效混合。内涵气流中90%的气流在燃油喷入外
涵气流前燃烧完，使得整个工作范围内的温升平稳。
尾喷管：收敛-扩散型，喷口面积由液压作动筒和作动环腔控制。
高低压转子结构形式及支承方案
转子结构：
1.环形燕尾槽：压气机轮盘用环形燕尾槽固定后几级短的工作叶片。
2.焊接转子：采用同种材料的转子焊为一体的结构，焊接方式为惯性摩擦焊和电子束焊。 3.风扇转子：采用了螺栓连接的可装卸方式，便于叶片的装拆与锁紧。
3.涡轮转子：高低压涡轮盘与盘，盘与轴的连接结构中，均用专门的前伸或后伸的安装突缘 作为连接处，避免了在轮盘腹板上开安装螺栓孔的做法，轮盘不会因开孔而削弱。
支撑方案：
HP：1-0-1 （其中1号和5号轴承位滚棒轴承，2号轴承为滚珠轴承) LP：1-1-1 （3号轴承为滚珠轴承，4号轴承为滚棒轴承）
5个主轴轴承，其中高压涡轮后轴承位中介轴承
3个承力框架: 进气机匣，高低压压气机间的中介机匣和涡轮后机匣
发动机的主安装节位于中介机匣上，辅助安装节设置在涡轮后承力机匣两侧。
低压转子采用1-1-1支承方案。风扇有可变弯度的进口导流叶片，利用进口导流叶片固定不动的前缘部分作为传力的承力件，风扇转子由前后两个支点支承。
由于高压转子具有单级高压涡轮，高压转子采用1-0-1支承方案，并通过中介支点将高压转子支承于低压转子的支承方案，这种结构能取消高压涡轮前、后的承力结构，使发动机结构简单，质量轻，可靠性提高，因而为许多发动机采用。两个转子受力较大的滚珠轴承均固定于中介机匣上，由于主安装节也是安装在中介机匣上，使传力路线更好。然而，中介轴承位于低压涡轮后支点，其冷却、润滑条件非常恶劣，容易发生故障，所以对轴承的设计要求很高。此外高压转子是通过中介轴承支承载低压轴上的，低压转子的稳定工作就显得极为重要。
传力路线分析
高压涡轮后轴通过中介支点支承于低压轴上，径向力通过滚棒轴承传到涡轮后机匣，同样低压涡轮径向力通过5号轴承也传到涡轮后轴承机匣，后涡轮机匣再通过副安装节传到飞机上。风扇所受轴向力通过1和2号轴承传递到中介机匣上。而高压压气机所受轴向力通过3号轴承也传递到中介机匣上，中介机匣再通过主安装节把发动机推力传到飞机上，从而带动飞机向前飞行。