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重大工程应用案例.docx

上传人:wenjiaosuoa 2022/7/17 文件大小:18 KB

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文档介绍

文档介绍:21世纪大飞机发动机的预研计划与关键技术
随着航空发动机技术的飞速发展、市场竞争的日益激烈和环保要求的不断严 格,大飞机发动机向着用度更低、性能更高和环保特性更好的方向发展。为此, 在改进发展GE90、PW4084、TRENT800等发动清洁 天空(CLEANSKY)预研计划,该预研计划是飞机级计划,包含可保持且绿色的发
动机(SAGE)分预研计划(部件和发动机级)。表1汇总了上述一些典型预研计划 的时间、投资、合作伙伴和研究目标。
3美国和法国合作的大飞机发动机技术研究计划
TECH56计划。1998〜2003年,CFMI公司制定了旨在获取新技术的TECH56 计划。其目标是:与1999年水平的CFM56发动机相比,拥有用度(Owner Cost) 降低15%〜25%,燃油消耗率降低4%〜7%,维护用度降低15%〜20%, NOx排放降低 到低于国际民航组织规定水平的50%,噪声相对于FAR36第3阶段的水平降低20dB。
该计划开发和验证了金属材料空心弯掠风扇叶片、新的高载荷高压压气机、 低排放/低用度的双环腔贫油预混燃烧室、高载荷高压涡轮、对转低压涡轮和对转 差动轴承、锯齿形喷管、冷却的全功能发动机数字控制器、低噪声喷气技术和风 扇隔离器技术等。这些技术满足甚至超过了 TECH56计划的预期目标,已经开始并 将继续用于现役CFM56发动机的升级和新型发动机的研制。
LEAP56计划。在TECH56 计划之后,CFMI公司确定了 CFM56发动机的 未来发展方向,即总运行用度逐步降低;结构设计更加牢固;噪声明显降低;排 放大大降低;循环参数实现最优;控制更加高效;系统集成性明显改善等。为此, CFMI公司启动了 LEAP计划,为未来30年或更远的发动机开发和验证更先进的技 术。
其开发和验证的技术包括:铝、钛和复合材料风扇机匣等轻质结构,先进的 复合材料风扇叶片,高效率且低油耗的高压压气机,双环形预旋流低排放燃烧室, 涡轮3D设计,革新的发电装置设计等发动机基本设计技术;可靠且轻质的部件, 低用度的外部硬件,先进轻质齿轮箱,下一代控制器等发动机系统部件设计技术。 基本技术的部件验证试验于2007年开始,系统验证试验于之后的2〜3年进行,而 应用这些技术的CFM发动机最早于2013年投进使用。
另外,在LEAP56预研计划的基础上,CFMI公司也提出了拉动式开式转子方案。
该方案与GE公司的GE36 UDF发动机相似。对这些开式转子发动机,还要进行多 年的研究和试验验证。预计到2015年左右才能进行飞行试验,2020年以后可能投 进使用。
未来大飞机发动机的关键技术
1紧凑叶轮机
叶轮机部件的多变效率已经超过90%,进步的潜力已经不大。因此,重点开发 和验证了一些紧凑叶轮机,以进步发动机效率,降低用度,改善经济性。具体如 下:
MTU公司的增压比达到11的6级跨声速高压压气机;
MTU公司探索研究的压比为20左右的6级高压压气机;
UEET计划研制的总压比为55〜60的1级风扇/3级低压压气机/6级高压压 气机;

TECH56计划研制的2种对转的高负荷(进步15%)、高效率(进步1%)高 压/低压涡轮;
UEET计划开发和验证的级效率达90%、压比为