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航空发动机结构.ppt

上传人:小落意心冢 2022/7/22 文件大小:522 KB

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航空发动机结构.ppt

文档介绍

文档介绍:航空发动机结构
载荷与载荷谱的确定是实现计划的首要条件
载荷、载荷谱及其在结构设计中的作用

静载荷是发动机结构静强度设计的基础
(1)设计准则: σ≤σs (2)设计方法 确定载荷 P 的大

对于气体: ,因此:
总的轴向气体力为:
Ptz=P1-P2-P3+P4
(实际为负值,即向后)
转子受力特点:
1) 部件轴力是气体对所有外表面的作用力的轴向分 量代数和;
2) 多级转子轴力应是各级外表面气体轴力的代数和。
典型发动机的气体轴力分布
轴力分布特点:
(通过传递后)的代数和。 气体轴力通常以扩压器为界,前者向前,后者向后。承力壳体以受拉为主。如果出现受压则应有局部加强措施。
→轴力分布变→推力变 (以加力状态为例)
(向静子)的必经之路。 可见,发动机的主轴承是转子向静子传力的关键件(不仅支撑,还要传力),径向止推轴承尤其显得重要。
(2) 卸荷:
目的:适当减小径向止推轴承的轴向负荷,以保证其可靠工作。
措施: 1) 后腔(B 腔)减压到 -- MPa,则压气机转子由[+52000]降至(+29000),而轴承机匣相应由[-20190]增至(+2900 dan); 2) 前腔(A 腔)增压,使压气机转子由(29000)降至 25400dan,而前机匣则由(-100)增至 3500 dan; 3) 压气机(OK)与涡轮(TY)转子相连(共轴).25400-23100=2300 dan.
原理:卸荷的实质是利用各部件气体轴力的重新分配,实现减小整个转子的外传轴力 (通过径向止推轴承传出)。故而对推力无影响。
注意:每套径向止推轴承允许承受的轴力控制在 1000 dan 左右,过小会引起反向冲击与滚动表面蹭伤。
气体力作用于组合件上的扭矩
涡轮 (1)静子 涡轮静子作用于气流的扭矩为: Mtj’=qmg(c1umr1m-c0umr0m)
通常涡轮为轴向进气,即c0um=0,则 Mtj’=qmgc1umr1m
根据反作用力原理,气流给静子的扭矩为
Mtj=-Mtj’=-qmgc1umr1m
(2)转子
涡轮转子作用于气流的扭矩为 Mtz’=qmg(c2umr2m-c1umr1m)
由于涡轮出口气流的方向一般接近轴向,可认为
c2u=0,则 Mtz’=-qmgc1umr1m
根据反作用力原理,气流给转子的扭矩为 Mtz=-Mtz’=qmgc1umr1m
因此, Mtj= -Mtz
即涡轮转子与涡轮静子所承受的扭矩大小相等,方向
相反。
压气机
从整个压气机来说,进、出口气流均为轴向,
c1u=c2u
故无动量矩变化,也就是作用于整个压气机的扭距为
零。这就说明作用于各级静子叶片扭矩总和的大小等
于作用于各级转子叶片的扭矩总和,但方向相反, Mcj=-Mcz
WP 发动机
略去机械损失,不计传动附件的扭矩,那么发动机在稳定工作状态下,涡轮转子的扭矩大约等于压气机转子的反扭矩, Mcz=-Mtz
因此
Mcj= -Mtj
WJ 发动机
因为 Mcz+M桨=-Mtz
所以 M桨=-Mtz-Mcz ≥ 0
这样 Mtj≠Mcj |Mtj|≥|Mcj|
发动机承受的总的扭矩也不为零,剩余的扭矩通过安
装节传递到飞机上,其数值大约等于螺旋桨的扭矩。
机动飞行时的惯性力与惯性力矩
飞机作不等速直线或曲线飞行,在发动机上产生惯性
里力或惯性力矩。
惯性力
转子的惯性离心力为 : Pj=mRΩ2= RΩ2=nW
式中 W——重量,R——飞行轨迹的曲率半径; ——过载系数,表示发动机、飞机零部件的
质量惯性力是其重量的 n 倍。
歼击机 7~8,