航空发动机转子（苏洪涛） - 图文

航空发动机的分类及不同分类在飞机上的应用： 1. 涡轮喷气发动机，简称涡喷：

涡喷发动机适用范围较广，从低空低亚音速到高空超音速飞机都广泛应用，主要还是应用于高速领域，如军用战斗机。（第三代战斗机以前）对于战斗机来说，为了提高发动机推力，获得良好的加速性能，某些高性能战机的发动机在涡轮后增加了一个加力燃烧室，通过加力燃烧室喷出燃油，与经过涡轮的燃气混合燃烧，产生额外的推力。 2. 涡轮螺旋桨发动机，简称涡桨：

在燃气发生器出口增加动力涡轮，涡桨发动机将燃气发生器产生的可用功大部分全部从动力涡轮轴上输出，通过减速器驱动飞机的螺旋桨产生拉力；可用功的少部分作为燃气的动能从尾喷管喷出，产生较小的反作用推力。显然，飞机的螺旋桨是发动机的主要推进器。

涡桨发动机涵道比较高，在低速时拥有较高的效率，但是，由于桨叶的限制，使得在发动机达到或者接近亚音速领域的时候，叶尖可能会达到或者超过音速，产生激波等，所以大大限制了飞机速度的提高。涡桨发动机在中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型飞机中的到广泛应用。 3. 涡轮风扇发动机，简称涡扇：

外涵道压气机叶片是将内涵道压气机叶片向外延伸，习惯上将内外涵公用的压气机称为风扇。涡扇发动机涵道比较低，所以高速告诉性能不足。而为了提高压气机的增压比，导致出现了压气机喘振、过热等故障，所以有了双转子、多转子…涡扇发动机是当今的主流。

4. 涡轮轴发动机，简称涡轴：

涡轴发动机相对于涡扇来说，相当于将风扇变成了直升机的旋翼。，所以主要适用于直

升机和垂直/短距起落飞机上。

发动机转子的基本结构形式：

就结构设计来讲，航空压气机与一般压气机相比，主要特点是转速高，每分钟可达数千或数万转。在高转速情况下，若零件型面或传力方案设计不当，其工作时就有破坏、损坏的危险。若转子零、组件的定心方案不妥， 转子装配不当，平衡不好，横向刚性不足，当压气机高转速工作时，转子就会发生剧烈振动而影响发动机工作。

压气机转子方案设计所遵循的基本原则：在考虑重量轻、尺寸小、结构简单、工艺性好的前提下，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。

压气机转子的基本形式有三种：鼓式、盘式和鼓盘式。

a.鼓式 b.盘式 c.加强的盘式d.鼓盘式

鼓式转子的基本构件是一圆柱形、橄榄形或者圆锥形鼓筒（视气流通道形式而定），借安装边和螺栓与前后半轴相连。在鼓筒外表面加工有环槽或者纵槽，用来安装转子叶片。作用在转子上的主要负荷（叶片和鼓心的离心力、弯矩和扭矩）由鼓筒承受和传递。鼓式转子的优点是抗弯刚性好，结构简单，但是承受离心载荷能力差，故只能在圆周速较低（不大于180~200m/s）的条件下使用。

在高涵道比涡扇发动机中，风扇后的增压压气机连接到风扇转子上，由于风扇转子转速低，而增压压气机直径小，鼓筒的圆周速度较低，故能满足强度要求；因此，在高涵道比涡扇发动机中，增压压气机广泛采用鼓式转子。

盘式转子由一根轴和若干个轮盘组成，用轴将各级轮盘联成一体。盘缘有不同形式的槽用来安装转子叶片。盘心加工成不同的形式，即用不同的方法在共同的轴上定心和传扭。转子叶片和轮盘的离心力由轮盘承受，转子的抗弯刚性由轴保证。盘式转子的优点是承受离心载荷能力强，但是抗弯特性差。为了提高转子的抗弯特性，在盘式转子中，盘缘间添加了定距环（主要起加强转子弯曲刚性的作用，基本不传递扭矩），并将轴的直径加粗。，称为加强的盘式转子（或盘轴式转子）。盘式转子抗弯刚性差，容易产生振动。

目前这种转子只用在单盘转子或小流量压气机上。

鼓盘式转子由若干个轮盘、鼓筒和前后半轴组成。盘缘有不同形式的槽用来安装转子叶片。级间联接可用焊接、径向销钉、轴向螺栓或拉杆。转子叶片、轮盘和鼓筒的离心力由轮盘和鼓筒共同承受，扭矩经鼓筒逐级传给轮盘和转子叶片，转子的横向刚性由鼓筒和连接件保证。

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