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航空发动机结构系统资料课件

航空发动机结构系统资料课件

附件系统的组成
燃油附件
包括燃油泵、燃油控制阀等, 用于控制燃油的供应和流量。
滑油附件
包括滑油泵、滑油滤清器等, 用于提供滑油润滑和冷却发动 机部件。
启动与点火附件
包括启动电机、点火装置等, 用于启动发动机和点火。
空气附件
包括空气泵、冷气瓶等,用于 提供压缩空气和控制发动机进
气。
附件系统的安装位置与连接方式
航空发动机的分类
总结词
根据不同的分类标准,航空发动机可以分为多种类型。
详细描述
根据用途不同,航空发动机可以分为活塞式发动机和喷气式发动机两大类。其中,喷气式发动机又可以分为涡轮 喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和桨扇发动机等类型。此外,根据推进剂的不同,航空发动机 又可以分为火箭发动机和吸气式发动机等类型。
滑油压力调节器
调节滑油压力,确保滑油在正确的压 力下供给发动机。
空气系统附件
进气过滤器
过滤进入发动机的空气中的杂质,保证空气 清洁度。
涡轮增压器
利用发动机排气的能量对进气进行压缩,提 高发动机的进气压力和进气量。
压气机
将空气压缩后供给发动机,提高空气密度。
冷却空气系统
利用冷却空气降低发动机部件的温度,保证 发动机正常运转。
航空发动机的定义
总结词
航空发动机是用于驱动飞行器的动力装置,它能够将热能、化学能转化为机械能,为飞行器提供推力 。
详细描述
航空发动机是一种高度复杂、精密的热力机械,其工作原理是将空气吸入发动机后,经过压缩、燃烧 、膨胀等过程,产生高温、高压的燃气,再通过喷嘴将燃气以高速排出,产生推力,使飞行器前进。
PART 06
未来航空发动机结构附件 系统的发展趋势

航空发动机结构..

航空发动机结构..

典型军用涡扇发动机结构
EJ200涡扇发动机用于欧洲联合研制的90 年代战斗机EFA2000,为双转子加力式低涵 道比涡扇发动机,由三级风扇,五级高压压 气机、具有空气雾化喷嘴的环形蒸发燃烧室、 单级高低压涡轮、加力燃烧室和收敛-扩散式 可调喷口组成。整台发动机有5个支点,共用 两个滑油腔室,两个承力框架。
CFM56 发动机支承简图
两个转子支承于五个支点上,通过两个承 力框架将轴承负荷外传,是承力构件最少的 发动机。低压转子为0-2-1支承方案,高压转 子为1-0-1支承方案。高压转子后支点为中介 支点,支承在低压涡轮的后轴上,此种支承 方案的主要优点是结构简单,低压轴刚性好, 发动机性能保持好,重量轻,为许多军民用 发动机所采用 。
RB199发动机(装备狂风式战斗机)是军用 发动机中唯一采用三转子结构的发动机,由3 级风扇、3级中压压气机、6级高压压气机、 环形蒸发燃烧室、单级高、中压涡轮、2级低 压涡轮、加力燃烧室及可调收扩喷管等组成。 另外还装有反推力装置,以减小着陆时的滑 行距离。
RB199发动机结构图
RB199 三转子发动机支承方案简图
由于高压与中压转子长度相对较短,因此 均采用2支点支承方案,其中高压转子最短, 故采用1-0-1支承方案;在中压转子中,为缩 短2支点间距离,将3号支点置于中压压气机 之后,形成0-1-1支承方案。
Su-27的心脏А Л -31Ф 发动机
А Л -31Ф ,是由俄罗斯的“留里卡-土 星”航空航天发动机制造公司在1985年研制 的第四代单元体设计、推重比为8的涡轮风扇 发动机。该发动机有很高的可靠性及技术维 护性能。А Л -31Ф 发动机即使在今天,也是 世界上最好的航空发动机之一 。
EJ200 发动机结构图

航空发动机结构-第七章-总体结构

航空发动机结构-第七章-总体结构

一、发动机部件所受作用力
1.2 力的传递
发动机内力
❖ 不传给飞机的力:气动力矩、部分轴向力 。
发动机外传力
❖ 推力,重量,机动飞行时的惯性力 力矩。
二、轴向力和发动机的推力
2.1各部件轴向力分布及推力的计算
推力等于所有部件轴向力之和
2.2转子轴向力及卸(减)荷措施
卸荷为什么不会影响推力
2.3涡轮与压气机轴向力不同
RB199
2.4 滚珠轴承位置
❖ 一般原则
1.尽可能不放在涡轮附近; 2.相对安装节轴向位移最小处; 3.在双支点中均放在压气机之前; 4.在三支点中大多数放在压气机之后。
2.4 滚珠轴承位置
❖ F404
2.4 滚珠轴承位置
❖ V2500
2.4 滚珠轴承位置
❖ RB199
作业
❖ 根据图册或补充讲义附图 ❖ 分析F404和V2500发动机转子支承方案形式
❖ 叶片,进气道,喷口,火燃筒。
一、发动机部件所受作用力
1.1 作用力的分类
2 惯性力、力矩
❖ 旋转或机动飞行时由于质量所产生的力 ❖ 叶片,盘等旋转件上的惯性力 ❖ 作用在转子上的惯性力矩或力偶
一、发动机部件所受作用力
1.1 作用力的分类
3 热应力
❖ 相邻的不同材料在相同温度下; ❖ 工作环境温度梯度不同时可产生;
机匣的安装边处 火燃筒 加力燃烧室
一、发动机部件所受作用力
风扇叶片
一、发动机部件所受作用力
高压压气机盘
一、发动机部件所受作用力
尾喷口
一、发动机部件所受作用力
燃烧室
一、发动机部件所受作用力
1.2 力的传递
零件内力
❖ 零件内部平衡不向外传。热应力、轮盘应力等。

航空发动机总体结构

航空发动机总体结构

用来压缩空气,提高空气压力。有轴流式压气机和离心式压气机。
3. 燃烧室 由喷嘴喷出适量燃料,同压气机流来的空气混合,组织燃烧,产生高温燃气。
4. 涡轮
在高压高温燃气推动下旋转,带动压气机工作。 5. 尾喷管
高温高压燃气充分膨胀,将部分热能转换为动能,高速向外喷出,产生反作 用推力。
1. 进气道
用来引导足够数量的空气顺利进入压气机,在飞行速度大于压气机进口气流 速度时,还可起到提高空气压力的作用(冲压作用)。
低压转子:0-1-1 高压转子:1-1-0 图2-9 JT9D发动机的支承方案
低压转子:0-2-1 高压转子:1-1-0
图2-10 PW4000发动机的支承方案
低压转子:0-2-1 高压转子:1-0-1 图2-11 CFM56发动机转子支承方案简图
低压转子:0-2-1 中压转子:1-2-0 高压转子:1-0-1 图2-12 RB211三转子发动机的支承方案
2.2.2 止推支点在转子中的位置 转子上的止推支点除承受转子的轴向负荷、径向 负荷外,还决定了转子相对于机匣的轴向位置,因此 每个转子只能有一个止推支点。由于此支点所承受的 负荷较大,一般应置于温度较低的地方。例如,在两 支点的转子上,止推支点应是转子的前支点;在三支 点的发动机中,止推支点最好置于压气机之后。这种 安排,不仅可以使轴承在较低的温度环境下工作,也 使转子相对机匣的轴向膨胀分配在压气机与涡轮两端, 使两端的轴向错移量较小。
1-3-0
表示:压气机转子前有一个支点,涡轮转子后无支点, 压气机与涡轮转子间有三个支点,整个转子共支承于 四个支点上。
一、单转子支承方案 1) 4支点方案
图2-1 1-3-0的四支点支承方案
在这种支承方案中,涡轮转子和压气机转子间的 联轴器仅传递扭矩,考虑到两个转子的四个支点很难 保证同心,因此采用了浮动套齿的联轴器结构。

航空发动机结构

航空发动机结构

燃烧过程
01
02
03
油气混合
燃油与压缩后的空气混合, 形成油气混合物。
燃烧反应
油气混合物在燃烧室内进 行燃烧反应,释放出大量 的热能和气体。
产生推力
燃烧产生的高温、高压气 体推动涡轮旋转,进而推 动飞机前进。
膨胀过程
燃气膨胀
01
燃烧后的高温、高压气体从燃烧室流出,进入涡轮后的扩压器。
降低压力
02
根据燃料类型,可分为燃油发动机和 燃气涡轮发动机。
根据用途,可分为民用发动机和军用 发动机。
根据工作原理,可分为活塞发动机和 喷气发动机。
02 发动机主要部件叶片对空气进 行压缩,为燃烧室提供高压空气。
压气机的效率直接影响到发动机的性 能和燃油消耗率,因此其设计和制造 要求非常高。
高强度材料
发动机中的转子、叶片等部 件需要承受高负荷,因此需 要使用高强度材料,如镍基 合金和钛合金等。
耐腐蚀材料
发动机在高温、高湿的环境 下工作,需要使用能够耐腐 蚀的材料,如不锈钢和镍基 合金等。
制造工艺流程
01
02
03
04
铸造工艺
用于制造发动机中的涡轮叶片 、导向叶片等部件,通过将熔 融金属倒入模具中冷却成型。
振动问题
如发动机振动过大,需要检查发动机的平衡性、轴承状况 、气动稳定性等,找出振动源并采取相应措施。
保养建议
严格按照制造商提供的维护手册进行保养
按照制造商提供的保养计划,定期进行保养和检查,不要错过任何重 要的维护项目。
使用高品质的油液和耗材
选择高品质的机油、燃油、滑油等油液和耗材,可以减少发动机的磨 损和故障风险。
压气机通常由多级转子组成,每一级 转子都有一定数量的叶片,通过旋转 将空气逐级压缩。

航空发动机分类及发动机结构

航空发动机分类及发动机结构

• 当飞行速度和流动损失一定时,
• 在对流层内, 随着飞行高度的增高, 大气温度下降, 所以冲压比上升;
• 在同温层内, 由于大气温度不再随高度而变化, 这时进气道的冲压比也就不 随高度而变化, 保持常数。
– 当流动损失和飞行马赫数一定时,随着飞行高度的增高, 冲压比保持不 变。
那么直升机涡轴发动机对进气道又 有哪些要求呢?
– 燃气发生器后的燃气可用能全部用来在喷管内继续膨胀, 加速燃气, 提高 燃气的速度, 使燃气以较高的速度喷出, 产生推力。
– 从工作后的温度不同可将发动机分为冷端和热端两部分。进气道,压气机 属于冷端,而燃烧室,涡轮,喷管属于热端。
– 与航空活塞发动机相比: 航空燃气涡轮喷气发动机既是热机又是推进器。 重量轻, 推力大, 推进效率高, • 在很大的飞行速度范围内, 发动机的推力随飞行速度的增加而增加。
• 涡轮风扇发动机 (涡桨)
– 组成:由进气道,风扇,低压压气机,高压压气机,燃烧室,高压涡轮,低压涡轮 和喷管组成
– 工作原理 :
– 内涵:涡扇发动机内路的工作情形与涡喷发动机相同。即流入内涵的空气 通过高速旋转的风扇、低压压气机和高压压气机对空气作功, 压缩空气, 提高空气的压力。高压空气在燃烧室内和燃油混合, 燃烧, 将化学能转变 为热能, 形成高温高压的燃气。高温高压的燃气首先在高压涡轮内膨胀, 推动高压涡轮旋转, 去带动高压压气机,然后在低压涡轮内膨胀,推动低压 涡轮旋转, 去带动低压压气机和风扇, 最后燃气通过喷管排入大气产生反 作用推力。
» 大气温度越高, 则空气的密度越低
» 飞行高度越高, 空气的密度也越低;
–飞行速度越大, 则进入发动机的空气流量也越多;
–压气机转速越高, 进入发动机的空气流多。

第十一讲-航空发动机总体结构(2)

第十一讲-航空发动机总体结构(2)

比较上面等式,有
( 压静 )
2018/7/24
24
第8章
航空发动机总体结构设计
三、发动机的惯性力和惯性力矩
静子机匣上的陀螺力矩:
M
G
J 0 sin
(25)
—发动机转子绕轴线的 转动惯量




的夹角
G
M


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第8章
航空发动机总体结构设计
W Pj R 2 n W g
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第8章
航空发动机总体结构设计
8.5 发动机的受力分析
气体力 惯性力(旋转件,机动飞行时) 热应力
按性质分为三类:
一、气体力的计算 由组件到整体的计算方法。 (一)进气装置上气体轴向力计算
2018/7/24
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第8章
航空发动机总体结构设计
8.5 发动机的受力分析
2018/7/24


( 涡静 )
m gc 1um r 1m
(a )
同理,在涡轮转子叶片中,叶片给气流的扭 矩为: M'2 mg ( c2um r2m c1um r1m ) 因出口气流接近轴向,认为 c 2um 0
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第8章

航空发动机总体结构设计
M '2 mg c1um r1m M ( 涡 转 )= M '2 mg c1um r1m= M (涡静)
P3
4、盘后端面的气体力
2 4 D3P b
(c)
P4
2 4 D2P c
(d)
单级涡轮转子总的气体轴向力:

航空发动机结构-PPT课件

航空发动机结构-PPT课件

EJ200 发动机结构图
EJ200转子支承方案简图
第四代军用发动机—F119-PW-100
F119-PW-100发动机由3级风扇,6级高压压 气机,带气动喷嘴,浮壁式火焰筒的环形燃 烧室,单级高压涡轮与高压转向相反的单级 低压涡轮(对转涡轮),加力燃烧室与二维 喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心 机、低压涡轮、加力燃烧室、尾喷管和附件 传动机匣等6个单元体,另外还有附件等。
CFM56 发动机支承简图
两个转子支承于五个支点上,通过两个承 力框架将轴承负荷外传,是承力构件最少的 发动机。低压转子为0-2-1支承方案,高压转 子为1-0-1支承方案。高压转子后支点为中介 支点,支承在低压涡轮的后轴上,此种支承 方案的主要优点是结构简单,低压轴刚性好, 发动机性能保持好,重量轻,为许多军民用 发动机所采用 。
RB199发动机(装备狂风式战斗机)是军用 发动机中唯一采用三转子结构的发动机,由3 级风扇、3级中压压气机、6级高压压气机、 环形蒸发燃烧室、单级高、中压涡轮、2级低 压涡轮、加力燃烧室及可调收扩喷管等组成。 另外还装有反推力装置,以减小着陆时的滑 行距离。
RB199发动机结构图
RB199 三转子发动机支承方案简图
由于高压与中压转子长度相对较短,因此 均采用2支点支承方案,其中高压转子最短, 故采用1-0-1支承方案;在中压转子中,为缩 短2支点间距离,将3号支点置于中压压气机 之后,形成0-1-1支承方案。
Su-27的心脏А Л -31Ф 发动机
А Л -31Ф ,是由俄罗斯的“留里卡-土 星”航空航天发动机制造公司在1985年研制 的第四代单元体设计、推重比为8的涡轮风扇 发动机。该发动机有很高的可靠性及技术维 护性能。А Л -31Ф 发动机即使在今天,也是 世界上最好的航空发动机之一 。

航空发动机结构

航空发动机结构

桨扇由涡轮驱动,无涵 道外壳,装有减速器, 从这些来看它有一点象 螺旋桨;但是它的直径 比普通螺旋桨小,叶片 数目也多(一般有6-8 叶),叶片又薄又宽, 而且前缘后掠,这些又 有些类似于风扇叶片。
22:49
NPU--ZhaoMing
15
使用最广泛的燃气涡轮发动机:
• 加力的涡喷发动机 • 加力的涡扇发动机 燃气涡轮发动机的共同特点:
22:49
NPU--ZhaoMing
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4、WZ发动机
主要部件:进气道、压气机、燃烧室、动力涡 轮、自由涡轮、尾喷管
特点:通常带有自由涡轮,而其他形式的涡轮 喷气发动机一般没有自由涡轮。
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NPU--ZhaoMing
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5 桨扇发动机
螺桨风扇发动机是一种介于涡扇发动机和涡桨 发动机之间的一种发动机形式。它既可看作带除去 外涵道的大涵道比涡扇发动机,又可看作高速先进 螺桨的涡桨发动机,因而兼有前者飞行速度高和后 者耗油率低的优点。目前正处于研究和实验阶段。
桨扇发动机的概念研 究始于70年代中期。80年 代后半期已完成地面和飞 行验证试验,基本达到预 期目标。由于航空公司的 综合经济因素和公众接受 心理等种种原因,桨扇发 动机尚未进入实用阶段。
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NPU--ZhaoMing
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桨扇发动机的关键部件是先进高速螺桨,它带有多个宽 弦、薄叶型的后掠桨叶,能在飞行马赫数0.8下保持较高的效 率,见图1-6。
22:49
NPU--ZhaoMing
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燃气涡轮发动机的工作循环
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NPU--ZhaoMing
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压气机作用:
•用来提高进入发动机内的空气压力,供给发动机工 作时所需要的压缩空气。

航空发动机结构设计

航空发动机结构设计
❖ 大涵道比风扇及涡轮轴发动机尤为重要
3.防外来物打伤(FOD)
❖ 防止外物打伤的措施:
叶片上加凸台,带冠; 小展弦比叶片 进气锥及增压级气路形状 中介机匣位置 防尘网 粒子分离器
3.防外来物打伤(FOD)
3.防外来物打伤(FOD)
RB211-535E4
GE90
3.防外来物打伤(FOD)
CFM56-2
航空发动机结构
第四章 风扇/压气机的结构
第四章 风扇/压气机结构
❖ 第一节 概 述 ❖ 第二节 转子系统 ❖ 第三节 静子系统 ❖ 第四节 辅助系统
防冰装置、防喘装置等
第一节 概 述
❖1. 组成及分类
组成;
❖进气道、静子、转子、防喘/防冰系统。
分类:
❖轴流、离心、混合压气机。
气动特征,结构特征
第一节 概 述
❖销钉连接
2.压气机工作叶片结构
❖ 根部 (榫头) ❖锁片槽向固定
2.压气机工作叶片结构
❖ 根部 (榫头) ❖锁片、销钉槽向固定
2.压气机工作叶片结构
❖ 根部 (榫头) ❖凸台、钢丝槽向固定
2.压气机工作叶片结构
❖ 根部 (榫头) ❖卡环槽向固定
2.压气机工作叶片结构
❖ 环型燕尾榫头
加工简单 安装方便 承受负荷小 零件数目减少
CFM56-3
CFM56-5 CFM56-7
4. 防喘装置
❖ 1.喘振原因
进气畸变,吞烟,进气道堵塞。
❖ 2.防喘措施
放气机构 可调进口导向器叶片 可调静子叶片 处理机匣 多转子。
放气机构
可调静子叶片
处理机匣
❖PD-33发动机处理机匣
风扇叶片的槽向固定
❖CFM56-5B 风扇连接
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航空发动机结构
第二讲 几种典型的航空发动机
2.1几种典型的涡喷发动机
涡喷5发动机是典型的第一代涡轮喷气发动 机,主要结构特点是采用离心式压气机和分 管式燃烧室,是歼五,轰五型飞机的动力装 置。具体结构如下:
涡喷6发动机是歼六,强五飞机的动力装 置,涡喷六发动机是第二代涡轮喷气发动机。 主要结构特点是采用单转子轴流式压气机和 环管型燃烧室。
EJ200 发动机结构图
EJ200转子支承方案简图
第四代军用发动机—F119-PW-100
F119-PW-100发动机由3级风扇,6级高压压 气机,带气动喷嘴,浮壁式火焰筒的环形燃 烧室,单级高压涡轮与高压转向相反的单级 低压涡轮(对转涡轮),加力燃烧室与二维 喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心 机、低压涡轮、加力燃烧室、尾喷管和附件 传动机匣等6个单元体,另外还有附件等。
RB199发动机(装备狂风式战斗机)是军用 发动机中唯一采用三转子结构的发动机,由3 级风扇、3级中压压气机、6级高压压气机、 环形蒸发燃烧室、单级高、中压涡轮、2级低 压涡轮、加力燃烧室及可调收扩喷管等组成。 另外还装有反推力装置,以减小着陆时的滑 行距离。
RB199发动机结构图
RB199 三转子发动机支承方案简图
典型军用涡扇发动机结构
EJ200涡扇发动机用于欧洲联合研制的90 年代战斗机EFA2000,为双转子加力式低涵 道比涡扇发动机,由三级风扇,五级高压压 气机、具有空气雾化喷嘴的环形蒸发燃烧室、 单级高低压涡轮、加力燃烧室和收敛-扩散式 可调喷口组成。整台发动机有5个支点,共用 两个滑油腔室,两个承力框架。
CFM56 发动机支承简图
两个转子支承于五个支点上,通过两个承
力框架将轴承负荷外传,是承力构件最少的 发动机。低压转子为0-2-1支承方案,高压转 子为1-0-1支承方案。高压转子后支点为中介 支点,支承在低压涡轮的后轴上,此种支承 方案的主要优点是结构简单,低压轴刚性好, 发动机性能保持好,重量轻,为许多军民用 发动机所采用 。
谢谢!

F119-PW-100 发动机
F119发动机支承方案简图
高压转子采用1-0-1支承方式,即转子的后 支点设在高压涡轮后,且采用了中介轴承, 即该轴承的外环固定在高压转子上,内环固 定在低压转子上。这种布局不仅减少一个承 力框架,而且高压涡轮轴轴径可做得很大, 增加了转子刚性。
三转子发动机——RB199
由于高压与中压转子长度相对较短,因此
均采用2支点支承方案,其中高压转子最短, 故采用1-0-1支承方案;在中压转子中,为缩 短2支点间距离,将3号支点置于中压压气机 之后,形成0-1-1支承方案。
Su-27的心脏А Л -31Ф 发动机
А Л -31Ф ,是由俄罗斯的“留里卡-土 星”航空航天发动机制造公司在1985年研制 的第四代单元体设计、推重比为8的涡轮风扇 发动机。该发动机有很高的可靠性及技术维 护性能。А Л -31Ф 发动机即使在今天,也是 世界上最好的航空发动机之一 。
CFM56-3高涵道比发动机属结构紧凑的双 转子轴流式发动机,CFM56-3发动机由单级 风扇加三级增压机(或称低压压气机)、9级
高压压气机、短环形燃烧室、单级高压涡轮 与四级低压涡轮组成。 CFM56-3型发动机的 风扇部分由38片Ti/TAV钛合金做的实心,带 中间凸肩的叶片组成。 CFM56-3型发动机的 结构如下图:
А Л -31Ф 发动机支承简图
АЛ-31Ф发动机转子支承方案,全机共有 六个支点,高压转子为1-0-1支承方案,低压 转子为1-2-1四支点支承方案,低压涡轮转子 与风扇转子间采用了传递扭矩、轴向力的柔
性联轴器,以解决低压转子工作不正常对高 压转子的影响。
2.3 典型的涡轮螺旋桨发动机
涡桨6发动机是单转子涡轮螺旋桨飞机,是 运8飞机的动力装置。由单转子轴流式压气机, 环形燃烧室等组成。结构图如下:
涡喷8发动机是轰六飞机的动力装置,涡喷8 发动机的主要结构形式与涡喷6大体相同,结 构如下图:
2.2 几种典型的涡扇发动机
CF84年取得适航证, 并于1984年11月于波音737-300型飞机上投 入航线营动。目前此系列发动机已发展了4型 号用于波音737-300、-400、-500系飞机上。
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