第四代发动机先进结构

发动机结构

第四代航空发动机先进结构Advanced Structures of the 4th Generation Aeroengines王克明

发动机结构

本次讲座的主要内容1. 航空燃气涡轮发动机简介

2. 四代航空发动机的划分(战斗机的燃气涡轮发动机)

3. F119双转子加力式涡扇发动机(普惠)4. F135双转子加力式涡扇发动机(普惠)

5. EJ200涡扇发动机(欧洲发动机公司)

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1. 航空燃气涡轮发动机简介 航空燃气涡轮发动机的作用及力学原理波音747-400 (发动机： PW 4056GE CF6-80C2B5F RR RB211-524H ) 空载重量：179 吨，最大加油量：170 吨，载客量：416 座，最大起飞重量：397 吨 单台发动机的最大起飞推力：27 吨 ( RR RB211-524H )

作用：为飞机提供推力 原理：作用反作用原理

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航空燃气涡轮发动机的作用及力学原理波音747-400 (发动机： PW 4056GE CF6-80C2B5F RR RB211-524H ) 巡航高度：10670 m, 巡航马赫数 M=0.85,飞机尺寸：70.7m X 68.6 m X 19.4 m 单台发动机的巡航推力：5.36 吨 ( RR RB211-524H )

作用：为飞机提供推力 原理：作用反作用原理

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燃气涡轮发动机的工作原理涡轮喷气发动机与活塞发动机工作循环的对比

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航空燃气涡轮发动机的分类涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺旋桨发动机 航空燃气涡轮发动机 涡轴轮发动机

桨扇发动机垂直/短距起降 发动机

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航空燃气涡轮航空发动机的四种基本类型FanNozzle Turbojet

PT Propeller G/ B GG Start here PT G/ B Turboshaft PT Turboprop Turbofan

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燃气涡轮发动机的工作循环和气流典型单转子涡轮喷气发动机的气流参数变化规律

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燃气涡轮发动机的工作循环和气流流过小涵道比和大涵道比涡轮风扇发动机的气流

双转子轴流双涵道涡轮风扇发动机(小涵道比)

双转子轴流双涵道涡轮风扇发动机(大涵道比)

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2. 四代航空发动机的划分(战斗机的燃气涡轮发动机)第一代：单转子亚音速喷气发动机(推重比3~4) 20 世纪30~40 年代研制。 代表机种：美国的J47。 第二代：超声速涡喷发动机(推重比5~6) 大都在50 年代研制。 代表机种：美国的J79。 第三代：超声速涡扇发动机(推重比7~8,有的达到9左右) 研制始于 60 年代，用于高性能超音速战斗机。 代表机种：美国的F404、F100、前苏联的AL-31F、 英国的RB199 和法国的M88-2。 第四代：先进技术涡扇发动机(推重比达到10) 从 80 年代中期开始发展，代表机种有：美国的 F119、F135、俄罗斯的AL-41F 和欧洲四国联合研制 的EJ200。

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典型第四代航空发动机之一 F119F-22

F119

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典型第四代航空发动机之二 F135F-35

F135

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典型第四代航空发动机之三 AL-41FT-50

AL-41F

发动机结构

典型第四代航空发动机之四 EJ200

欧洲战机 EF2000 ―台风”

EJ200

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典型的第四代战斗机

F-22

两台

F119-PW-100

T-50

两台AL-41F

F-35

一台F135

4S: Stealth Supersonic cruise Super maneuverability Superior Avionics

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3. F119双转子加力式涡扇发动机(普惠)设计目标：(与F100相比) 不加力超音速巡航能力 非常规机动和短距起落能力 隐身能力(低红外和雷达信号特征) 寿命期费用降低至少25% 零件数量减少40~60% 推重比提高20% 耐久性提高两倍 零件寿命延长50%

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F119 与 F100 的结构比较 (支承和涡轮)

F119

F100

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F119双转子加力式涡扇发动机(普惠)结构特点: 3级风扇 6级压气机 环形浮动壁燃烧室 单级高、低压涡轮 加力燃烧室 二元推力矢量喷管 结构简单可靠 耐久性好 维护性好 保障性好

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F119涡扇发动机3级风扇

非定常有粘设计的转子叶片 无中间凸台的空心宽弦叶片 扩散粘接/线性摩擦焊整体叶盘

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风扇叶片技术

Fan Blade Technology

Clappered

+ 4% efficiency

Wide-chord fan

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宽弦风扇叶片技术1st generation: 1984

Wide-chord Fan Technology

2nd generation: 1995

Honeycomb construction

DB/SPF construction

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ebe4.html