航空燃气涡轮发动机结构设计[80P][2.91MB]
典型航空燃气涡轮发动机结构分析讲义
典型航空燃气涡轮发动机结构分析（讲义）北京航空航天大学能源与动力工程学院2007年3月前言航空燃气涡轮发动机的发展已有70年的历史，特别是在近20年以来在结构设计，生产工艺和应用材料上都有了飞速的发展，同时在结构设计上英国罗罗公司，美国通用电气公司、普惠技术联合公司和俄罗斯的航空动力设计集团都逐步形成各自的设计风格和结构特点。
在航空发动机的结构设计中各设计集团在新机的结构设计上一般新结构所占比例不超过30％，因此，在航空发动机发动机结构设计中体现出鲜明的继承性和创新性。
在初步学习了航空发动机结构设计的基础知识后，通过对各设计集团（公司）所设计的航空发动机，在结构设计中的特征进行对比分析有助于更好的了解各种结构的使用优点和问题。
本讲义选取了6种结构设计特征鲜明的燃气涡轮发动机在结构设计方面进行了论述和分析，以加深对航空发动机结构设计中的各种结构使用的条件的理解。
为适合航空发动机维修专业学生的使用，本讲义对两种民用涡扇发动机（CFM56、PW4000）的维修和装配进行了介绍。
目录第一章WP7涡喷发动机 (1)1.1概况 (1)1.2结构和系统 (3)1）总体结构 (3)2）压气机 (8)3）燃烧室 (13)4）涡轮 (15)5）加力燃烧室 (22)6）附件传动系统 (23)7）滑油系统 (24)第二章斯贝涡扇发动机 (26)2.1研制概况 (26)2.2结构和系统 (26)1）总体结构 (26)2）压气机 (28)3）高压压气机 (33)4）燃烧室 (33)5）高压涡轮................................................................................................................................. - 37 -6）低压涡轮................................................................................................................................. - 37 -7）加力燃烧室............................................................................................................................. - 37 -8）尾喷管..................................................................................................................................... - 39 -9）其他......................................................................................................................................... - 39 -第三章F404系列涡轮风扇发动机.................................................................................................... - 40 -3.1F404系列发动机研制与结构 .. (40)1）发展综述................................................................................................................................. - 40 -2）结构设计特点......................................................................................................................... - 41 -3.2F414发动机研制与结构 (43)1）研制背景................................................................................................................................. - 43 -2）主要设计特点......................................................................................................................... - 44 -3.3广泛的可靠性试验 . (48)3.4研制概况 (50)第四章АЛ-31Ф涡扇发动机 (51)4.1研制概况 (51)4.2结构和系统 (51)第五章CFM56系列涡轮风扇发动机结构 (59)5.1CFM56系列发动机研制背景及发展概况 (59)1）发展概述 (59)2）技术数据 (61)3）装机对象 (61)4）结构概述 (61)5.2结构设计特点 (62)1）总体结构 (62)2）风扇及增压压气机 (65)3) 风扇叶片及进气整流锥 (67)4）风扇机匣 (72)5）高压压气机(HPC) (72)6）扩散器及燃烧室 (74)7）高压涡轮 (76)8）低压涡轮(LPT) (80)9) 发动机安装节 (83)10）滑油系统 (84)11) 控制系统 (84)12）起动系统 (85)第六章PW4000系列涡轮风扇发动机结构 (86)6.1PW4000系列发动机研制背景及发展概况 (86)1）发展综述 (86)2）装机对象 (87)3）技术数据 (88)4）结构概述 (88)6.2结构设计特点 (89)1）总体结构 (89)2）低压压气机（LPC） (96)3）压气机进气锥 (97)4）风扇叶片 (98)5）风扇机匣 (99)6）中介机匣 (102)7）高压压气机(HPC) (103)8）扩散器及燃烧室 (104)9）涡轮导向器 (108)10）高压涡轮(HPT) (108)11）低压涡轮(LPT) (110)12）涡轮排气机匣 (111)13）角齿轮箱（AGB） (112)14）主齿轮箱(MGB) (113)15）发动机安装节 (113)第一章WP7涡喷发动机1.1概况涡喷7系列发动机是带加力燃烧室的双转子涡轮喷气发动机，是歼7、歼八8飞机的动力装置。
1航空燃气涡轮发动机概述共97页PPT资料
喷管：使燃气继续膨胀, 加速, 提高燃气的速度。
一、涡轮喷气发动机的理想循环
布莱顿循环
布莱顿循环由绝热压缩过程 1-2、等压加热过程2-3、绝 热膨胀过程3-4和等压放热过 程4-1组成。由于这个循环在 等压加热，故也称为等压加 热循环。涡轮喷气发动机和 冲压喷气发动机的理想循环 就是布莱顿循环。
燃料使用效率高，噪声小，能获得较大加力比。
（3）涡轮螺旋浆发动机
涡轮螺旋桨发动机
由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成,在它们之间还安 排了一个减速器
涡轮螺旋桨发动机的工作原理
螺旋桨产生拉力 气体流过发动机时产生反作用推力
在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率, 所以 它在低亚音速飞行时的经济性较好
飞机动力装置
第三部分：燃气涡轮发动机 刘熊
第一章 航空燃气涡轮发动机概述
第一节 航空燃气涡轮发动机简介
燃气涡轮发动机的发展
喷气发动机的分类
发动机：将燃油燃烧释放出的热能转变为机 械能的装置
喷气发动机：把燃料的化学能转化为发动机 高速喷出燃气的动能，从而获得反作用力， 推进飞行器飞行的发动机。
喷入大气中的燃气与大气进行定压的放热过程。
0→2：绝热压缩 （进气道、压气机） 2→3：等压加热 （燃烧室） 3→5：绝热膨胀 （涡轮、喷管） 5→0：等压放热 （外界大气）
布莱顿循环
1kg工质所作的循环功（加热量与放热量之
略去压缩与膨胀过程中工质与各部件之间的热量交换, 忽 略实际过程中的摩擦, 假设在燃烧室中进行的燃油燃烧释 放出热能的化学反应过程为外部热源对工质加热的过程, 并且忽略由流动阻力和加热所引起的压力降低, 从而用定 压加热过程代替之
航空燃气涡轮发动机结构设计
HP 0-2-0 LP 1-2-0
2.3 三转子支承方案
HP 1-0-1 I P 1-2-1 LP 0-2-1
RB199
2.4 滚珠轴承位置
一般原那么 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。
涡喷六〔WP-6〕发动机
带有加力燃烧室的单转子涡喷发动机 〔中国〕 用于
歼六 强五
使用WP-6发动机的飞机
2. 1 单转子的支承方案
三支点 〔1-2-0〕 涡喷-6 (WP-6)
雅克-15 米格-9
РД-20发动机
苏联制造 用于
米格-9〔前苏联〕
2.1 单转子的支承方案
四支点〔1-3-0〕РД-20
2. 1 单转子的支承方案
浮动套齿联轴器
2. 1 单转子的支承方案
两支点方案特点 适用于刚性转子 一般情况下后支点位于涡轮前 缩短转子长度 提高轴的刚度 支点环境温度高 后支点位于涡轮后 转子支点间跨度加大
2.1 单转子的支承方案
三支点方案特点 适用于轴向尺寸大的转子 必须解决“三点共线〞问题 采用柔性联轴器 提高转子、支承的加工精度
GE90
第四节 支承结构
第四节 支承结构
3. 供油方式： 直射喷油 轴下供油 甩油盘
第四节 支承结构
4. 封严方式： 篦齿封严 端面石墨密封 浮动环式封严 螺纹式封严
第四节 支承结构
蓖齿封油
蓖齿封气
第四节 支承结构
石墨块
端面石墨密封
第四节 支承结构
端面石墨封严
第四节 支承结构
螺纹式封严
3 圆弧端齿联轴器 “圆弧〞定心 端齿传扭 螺栓传递轴向力
燃气涡轮发动机总体结构
第22页/共31页
发动机附件系统及发动机仪表
❖ 第一节 附件系统在发动机上的安装和传动 ❖ 第二节 起动和点火 ❖ 第三节 滑油系统 ❖ 第四节 发动机的参数测量及仪表
第23页/共31页
第一节 附件系统在发动机上的安装和传动
❖ 附件的安装应远离高温区，即在燃烧室和涡轮机匣 的外面应尽量不安装附件，为了发动机能安全工作， 油泵一类的附件如滑油泵、燃油泵、液压泵应避免 安装在高温区；其次受附件材 料的限制，为了使附 件正常工作也必须避开高温区。所以，附件传动机 匣一般安装在温度较 低的压气机机匣上。
(1)、静不平衡 (2)、动不平衡
第15页/共31页
三、转子的临界转速
❖ 临界转速是转子固有的，它与转子的质量和刚性有 关，发动机在临界转速附近工作时，会产 生剧烈的 振动。
1、临界转速试验 转子的挠度急剧增加的转速就叫做转子的临界转速。 2、转子的临界转速 转子的质量越小和刚性越大，临界转速越高。
小轴弯曲刚性的办法 ❖ 降低发动机转子刚性较好的办法是支承的轴承座中
采用一些特殊的降低刚性的构造
第18页/共31页
五、“挤压油膜”式轴承
❖ 目的： 在某些发动机上，为了尽量减少从旋转组件传向轴承座 的动力负荷的影响，采用了“挤压油膜”式轴承。
❖ 形式： 在轴承外圈和轴承座之间留有很小的间隙，该间隙中充 满了滑油。 该油膜阻尼了旋转组件的径向运动及传向轴承座的动力 载荷，因此减低了发动机的振动及疲劳损坏的可能性。
第9页/共31页
❖ 滚动轴承的组成：
由内圈、外圈，一组滚动体（滚珠或滚棒）和保持架组成。 内圈通常装在轴上，与轴紧配合，并与轴一起旋转。 内套圈外表面上有供滚珠或滚棒滚动的沟槽，称内沟或内滚道。 外圈通常在轴承座或机械壳体上，与轴承座孔成过渡配合，起支撑
航空发动机总体结构演示幻灯片
第2.1节 航空燃气涡轮发动机的组成 第2.2节 转子支承方案 第2.3节 联轴器 第2.4节 支承结构 第2.5节 静子承力系统
1
2.1 航空燃气涡轮发动机的组成
2
2.1 航空燃气涡轮发动机的组成
3
2.1 航空燃气涡轮发动机的组成
4
2.1 航空燃气涡轮发动机的组成 1. 进气道
在燃气涡轮发动机中，发动机转子通过 支承结 构 支承于发动机机匣上。转子上承受的各种负荷 （如气体轴向力、重力、惯性力及惯性力矩等）由 支承结构承受并传至发动机机匣上，最后由机匣通 过安装节传至飞机构件中。
在发动机中，转子采用几个支承结构（支点）， 安排在何处，称为 转子支承方案 。
12
转子支承方案的表示方法（简图和代号）：
的 两 支
19
图2-7 0-2-0支承方案
图2-8 1-0-1支承方案
20
二、双转子和三转子支承方案
多转子发动机中，转子数多，支承数目多，而且低压转 子轴要从高压转子轴中心穿过，使结构复杂，但原则上仍以 每个转子分别进行处理。
与单转子发动机不同的是，有些支点不直接安装在承力 机匣上，而是装在另一个转子上，通过另一转子的支点将负 荷外传，由于这个支点是介于两个转子之间的，所以称为 中 介支点 。中介支点中的轴承，则称为 中介轴承或轴间轴承 。 在多数发动机中，采用中介支点，可使发动机长度缩短，承 力机匣数减少。但是轴间轴承的润滑较困难，轴承工作条件 较差，而且装拆也比较复杂。
图2-2 浮动套齿联轴器
16
J47 单转子涡轮喷气发动机转子的 1-3-0四支点 支承方案。
图2-3 1-3-0的四支点支承方案
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2) 3支点方案
典型航空燃气涡轮发动机PPT课件
Typical aero gas turbine engines
精品ppt
1
主要内容
• 燃气涡轮发动机的发明 • 航空燃气涡轮发动机的作用和要求 • 航空燃气涡轮发动机的基本类型 • 典型航空燃气涡轮发动机介绍
精品ppt
2
燃气涡轮喷气发动机的发明
弗兰克·惠特尔 (Frank Whittle) 英国航空工程师、 发明家、喷气 推进技术的先驱、空军准将。1907年6月1日生于英国考文垂的伊 尔斯顿。1923年加入皇家空军，入克伦威尔皇家空军学院学习并 接受飞行训练。1928年在一篇《关于燃气涡轮和喷气反作用飞机》的论 文中，首次提出了喷气热力学的基本公式。同年，惠特尔以优异成绩毕业， 成为皇家空军的战斗机驾驶员。1930年又取得第一个涡轮喷气发动机设计 的专利。1931—1932年任新型飞机试飞员。后到皇家空军工程学校和剑桥 大学进修。
6
航空燃气涡轮发动机的作用和要求
设计要求
军用发动机
民用发动机
1. 性能：推力、耗油率、起动等 2. 适用性：稳定性、加力、吸烟 3. 结构和安装 4. 可靠性 5. 维修性 6. 隐身性、矢量推力
1. 起飞推力和推重比 2. 巡航耗油率 3. 结构和安装 4. 可靠性、寿命和维护性 5. 污染物排放 6. 低噪声
英国在第二次世界大战后期和战后使用的各型喷气战斗机，大都是 根据惠特尔的设计而研制成的。50年代初，惠特尔又先后研制成世界上第 一种涡轮螺旋桨旅客机“子爵号”和第一架涡轮喷气客机“彗星号”。 1953年出版了《喷气机：开拓者的精故品事ppt》。1996年8月9日去世，享年3 89岁。
燃气涡轮喷气发动机的发明
1. 涡轮喷气发动机 Turbo-jet engine
航空燃气轮机结构设计
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第二章 风扇/压气机设计（6学时） 1以轴流式压气机为对象讲明其作用、类型、评 定性能的指标、工作特点、设计中要解决的主 要问题。 2转子结构设计：转子连接形式及其特点；叶片、 盘、轴的连接和平衡。 3机匣和静子结构设计要求及采用的典型结构， 重点在连接结构形式和为保证压气机高效可靠 工作所采用的结构设计方法。 4结构设计中采用的先进技术，材料和工艺。 5喘振机理及危害，防喘措施的种类、结构及特 点。 6风扇/压气机防冰、防外物打伤及包容性结构问 题。 7离心压气机简介。
第八章 排气系统（1学时） 1尾喷管的作用、结构和材料。 2反推力装置的作用和结构。 3排气消音装置的作用和结构。 第九章 燃气涡轮发动机的新概念、名词及 发展趋势。（1学时） 1介绍航空燃气涡轮发动机设计中的新概 念、新思想和新方向。 2介绍航空燃气涡轮发动机可靠性设计的 基本思路和指标。
• （二）基本要求 • 掌握典型涡轮喷气/风扇发动机工作原理及基本结 构组成；熟悉发动机（涡喷/涡扇）总体结构及各 部件的工作条件、基本设计要求和典型结构特点； 了解发动机结构设计中要解决的主要矛盾与具体 措施；熟悉典型的、特别是一些新型的发动机结 构设计特点；了解主要零件的选材、特殊加工问 题以及今后的发展趋势。 要求具有看图分析典型 发动机结构和对实物进行现场讨论的能力，对具 体构不易理解的问题应多到发动机陈列室看实 物。 要求在学完本课程后，能具有初步分析发动 机总体与部件结构的能力和对典型零件/组件进行 设计的能力。
四、考核方式 课程结束后，采用笔试方法进行考试，题 目主要围绕对学生结构设计能力的考察方 面，因此，考题中所提及的结构要发给学 生结构总图或部件图。
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五、教材和主要参考书 《航空燃气涡轮发动机结构设计》 陈光主编 北 京航空航天大学出版社 1994年8月 《现代航空发动机技术与发展》 张津 洪杰主编 北京航空航天大学出版社 《JET ENGINE》 英国RR公司培训教材 《现代航空发动机结构分析》 北京航空航天大 学自编讲义 《英美航空发动机结构图册》北京航空航天大 学自编讲义 《俄罗斯航空发动机结构图册》北京航空航天 大学自编讲义
航空发动机结构-涡轮结构设计幻灯片
第三节 静 子
? 组成：
? 机匣和导向器
? 导向器包括：
? 外环、叶片、内环
3.1 机匣
? 设计要求：
? 装配问题：连接时要保证工作定心及周向位置。 ? 定位：径向定位、周向定位。 ? 安装边：外冷内热存在热应力。 ? 加工方法：铸造、锻件、板料焊接。
3.1 机匣
?机匣的定心
?机匣防热应力
? 2. 设计中要解决的问题：
? 高温下可靠工作； ? 允许自膨胀--三个方向； ? 能调节出口面积；
3.3 导向器
? 3. 分类
? 传力的导向器
不传力的导向器
3.3 导向器
? 4.结构设计要求：
? 出口面积调节 ? 安装：挂钩式连接 ? 斜置导向叶片
? 挂钩式涡轮 导向器叶片
?正交叶片
第四节 低压转子断轴安全装置
? 1. 盘--轴连接
? 盘带短轴通过花 键与轴连接
? 多根长螺栓连接
2.3 转子结构
? 2 盘--盘连接
? 径向销钉 ? 焊接 ? 短螺栓连接 ? 盘上直接开孔螺栓连接 ? 多根长螺栓连接
2 盘--盘连接
短螺栓连接
2 盘--盘连接
盘上开孔螺栓连接
2 盘--盘连接
盘上开孔螺栓连接
2 盘--盘连接
第一节 概 述
? 1.3 组成
? 静子－导向器及 机匣
? 转子及其支承系 统
? 冷却系统
第二节 涡轮转子
? 组成:
? 涡轮盘 ? 涡轮轴 ? 工作叶片
2.1 工作叶片
?1.叶身特点:
? 叶片厚且横截面弯曲大； ? 截面沿高度变化大； ? 叶栅通道为收敛形； ? 叶片作功量大； ? 通道形式多为等内径或等中径。
航空燃气涡轮发动机构造 第5章 排气装置
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构 这种简单收敛形尾喷管由中介管和喷口两部分组成。
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
中介管又称排气管，由外壳、整流锥和整流支板 三部分组成。
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
喷口是收敛形的薄璧锥筒，前缘与中介管联接， 应能拆卸。燃气在喷口的收敛通道内加速后排出， 使发动机产生推力。
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
➢亚音速喷管：通道是收敛形的，喷口面积固定或 可调 ➢超音速喷管：通道是先收敛后扩张形的，喷口面 积可调
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
➢不可调节的收敛形尾喷管：亚音速及低超音速 飞机用的不带加力燃烧室的涡喷发动机，以及涡 轮后燃气焓降较小的涡桨发动机和涡扇发动机， 都广泛采用不可调节的收敛形尾喷管。
5.2 反推力装置
5.2 反推力装置
反推力装置是将涡轮或加力燃烧室后的燃气 （全部或部分）折转向斜前方排气而产生反推力。 反推力的大小与折转的燃气流量、排气速度、折转 角和飞行速度等有关。
5.2 反推力装置
用与不用推力反向的着陆滑跑的比较
5.2.1 对反推力装置的要求
❖ 对反推力装置的要求： ➢ 在保证发动机安全正常工作的情况下获得最大的反推力 ➢ 结构简单，重量轻，操纵灵活，发动机正常工作状态与
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
可调节的收敛形尾喷管：
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
可调节的收敛扩散型喷管：
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
偏流式尾喷管：
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
偏流式尾喷管：
5.1 不可调节的收敛形尾喷管结构
EJ200发动机推力矢量喷管
1航空燃气涡轮发动机概述
1航空燃气涡轮发动机概述航空燃气涡轮发动机是一种常用于商用飞机、军用飞机和直升机的发动机类型。
它的核心部件是一个由高速旋转的轴上的叶片构成的压气机和一个由燃烧室和涡轮组成的烟尘，以及用于传递动力给飞机的推力装置。
下面将对航空燃气涡轮发动机的工作原理、组成部分和应用进行详细的概述。
航空燃气涡轮发动机的工作原理基于牛顿第三定律，即每个动作都有一个相等且相反的反作用力。
在航空燃气涡轮发动机中，空气经过压气机被压缩，然后与燃料混合并点燃，产生高温高压的气流。
这个气流推动涡轮旋转，在经过燃气涡轮之后，一部分动能被传递给了高速旋转的轴，使得轴和涡轮一起旋转。
最后，涡轮的旋转运动转化为向后的推力，推动飞机前进。
航空燃气涡轮发动机通常由几个主要组成部分组成。
首先是压气机，它由多个叶片组成，旋转时将空气压缩，增加了气体的压力和密度。
接着是燃烧室，它是一个容纳燃料和空气混合物并进行燃烧的区域。
在燃烧室中，燃料通过喷嘴喷入，并在点燃器的作用下点燃。
燃烧的产物是高温高压的气流。
这个气流通过与旋转的涡轮接触，使得涡轮旋转并将动能传递给后方的轴。
最后，涡轮的旋转运动产生的推力由推力装置传递给飞机。
航空燃气涡轮发动机具有许多优点，使其成为航空领域中最常用的发动机类型之一、首先，它具有较高的功率密度，可以为飞机提供足够的推力，以实现高速飞行。
其次，它的反应速度非常快，能够迅速响应飞行任务的要求。
此外，航空燃气涡轮发动机还具有良好的可靠性和耐久性，能够在艰苦的环境条件下进行长时间的工作。
航空燃气涡轮发动机主要应用于商业航空和军事航空中。
在商业航空领域，它被广泛用于大型客机和货机，为它们提供强大的动力和较高的巡航速度。
在军事航空领域，航空燃气涡轮发动机被用于战斗机、轰炸机和直升机等各种类型的飞机上，以提供超音速飞行和快速加速的能力。
总而言之，航空燃气涡轮发动机是一种在航空领域中广泛应用的发动机类型。
它的工作原理基于牛顿第三定律，通过利用空气的压缩和燃烧产生的气流来产生推力，驱动飞机飞行。
航空燃气轮机结构设计PPT文档20页
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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航空燃气轮机结构设计
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
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2.1 单转子的支承方案
两支点（1-1-0）
威派尔 Viper
(RR 公司)
结构示意图
回正
涡喷六（WP-6）发动机
带有加力燃烧 室的单转子涡 喷发动机 （中国）
用于
歼六 强五
使用WP-6发动机的飞机
歼敌机FJ-6
强敌机A-5
2. 1 单转子的支承方案
三支点
（1-2-0） 涡喷-6 (WP-6)
РД-20发动机
苏联制造
用于
雅克-15 米格-9
米格-9（前苏联）
2.1 单转子的支承方案
四支点（1-3-0）РД-20
2. 1 单转子的支承方案
浮动套齿联轴器
2. 1 单转子的支承方案
两支点方案特点
适用于刚性转子 一般情况下后支点位于涡轮前 缩短转子长度 提高轴的刚度 支点环境温度高 后支点位于涡轮后 转子支点间跨度加大
LP 1-2-0
2.3 三转子支承方案
HP
1-0-1 I P 1-2-1 LP 0-2-1
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
滚珠滚棒轴承并用：
滚珠承受轴向力 滚棒承受径向力
第四节 支承结构
GE90
第四节 支承结构
3. 供油方式：
直射喷油
轴下供油
甩油盘
第四节 支承结构
4. 封严方式：
篦齿封严
端面石墨密封
浮动环式封严
螺纹式封严
第四节 支承结构
蓖齿封油
蓖齿封气
第四节 支承结构
石墨块
2.2 双转子支承方案
HP
1-0-1 LP 0-2-1
F404
2.2 双转子支承方案
中介轴承的使用（GE公司）
中介轴承一般为滚棒轴承 。 减小转子长度。 节省一个承力框架，降低发动机重量。 轴承的供油、封严、安装困难。
转子间的动力影响较大。
2.2 双转子支承方案
HP
0-2-0
第四节 支承结构
2. 设计方法和结构特点
双排滚珠轴承并用：
可承受大的轴向负荷
但应解决均载问题。
第四节 支承结构
2. 设计方法和结构特点
轴承在高温下工作：
隔热衬套
环内开槽
内环供油
喷油冷缺。
第四节 支承结构
RB199
第四节 支承结构
第四节 支承结构
2. 设计方法和结构特点
HP
1-1-0 LP 0-2-1
（1982年12月8日 宣布研制）
2.2 双转子支承方案
普惠（PW）公司发动机支承方案特点
高压转子采用 1-1-0 转子短 刚性好 效率高 低压转子后支点放置涡轮后 转子跨度大 动力特性差
V2500 （美，英，德，意，日1974年开始研制）
波音B-737Байду номын сангаас型双发客机
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
及特点 要求画出支承简图
第三节 联轴器
将涡轮轴与压气机轴联接起来的组件称为联
轴器。
作用： 传扭，传轴向力，传径向力--起支点作用。 形式： 刚性，柔性。
3.1 刚性联轴器
1 套齿式联轴器
双圆柱面定心 套齿传扭
大螺母承受轴向力
V2500低压 转子
3.1 刚性联轴器
V2500低压联轴器
V2500低压 转子
3.1 刚性联轴器
2 精密螺栓联轴器
双圆柱面定心 螺栓传扭及轴向力
F404高压转子
3.1 刚性联轴器
F404高压转子
3.1 刚性联轴器
端面石墨密封
第四节 支承结构
端面石墨封严
第四节 支承结构
螺纹式封严
第四节 支承结构
刷式封严
第四节 支承结构
浮动环封油
第四节 支承结构
5. 轴承的滑蹭 原因： 负荷少； 转速高； 工况变化大； 中介轴承易发生打滑。 消除打滑的方法： 减少阻力 增加拖动力
第四节 支承结构
6. 带弹性支座挤压油膜轴承
第五节 承力系统
7.承力框架：
转子支点的负荷通过气流通道传到外机匣(承力壳
体)的构件称为承力框架。 利用静子叶片传力 通过涡轮导向器传力 级间机匣传力 涡轮后轴承机匣
F404
RB199
第五节 承力系统
8.安装节
发动机与飞机连接点,并将发动机的负荷传到飞机。
第五节 承力系统
第五节 承力系统
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
为什么？？？
二、轴向力和发动机的推力
二、轴向力和发动机的推力
2.4 大涵道比风扇发动机
风扇向前轴向力小于涡轮向后轴向力 主轴承的周向力向后
第一节 发动机的受力分析
发动机部件所受作用力
轴向力和发动机的推力
一、发动机部件所受作用力
1.1 作用力的分类
1 气体力、力矩
在气流通道内，由于气流的速度，压力，方向变化 对作用零件产生的力。 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
2.1 单转子的支承方案
三支点方案特点
适用于轴向尺寸大的转子 必须解决“三点共线”问题 采用柔性联轴器 提高转子、支承的加工精度
波音747，767飞机的动力
2.2 双转子支承方案
HP
1-1-0 LP 0-1-1
（1962年开始研制）
波音B-777大型双发客机动力
2.2 双转子支承方案
3 圆弧端齿联轴器
“圆弧”定心 端齿传扭 螺栓传递轴向力
3.2 柔性联轴器
WP8
低压联轴器
3.2 柔性联轴器
3.2 柔性联轴器
WP6低压联轴器
3.2 柔性联轴器
WP7球形接头套齿联轴器
第四节 支承结构
1. 轴承设计 常用滚棒轴承和滚珠轴承 径向尺寸大，轴向尺寸小，可以短期缺油，损耗 小 工作温度可到300℃ 高速轴承即DN值很大>1,000,000 离心力和摩擦力大，要求润滑和冷却良好 滚棒为特轻，滚珠为轻
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。 零件外传力 机动飞行时的惯性力、惯性力矩、不平衡力 气动力 和重量。
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
2.5 作用在发动机上的力矩
气动力矩是不传给飞机的； 压气机，涡轮中相应的动叶和静叶上气动力矩
相等 各转子上力矩相等
二、轴向力和发动机的推力
第二节 转子支承方案
内容：
转子的结构形式 确定转子支承的位置
所使用轴承的类型和联轴器的选取
作用：
承受转子上各种负荷 气动力、重力、惯性力 外传，最后传到安装节。