航空发动机压气机

评定压气机性能的主要指标是增压比、效率、外面尺寸和重量、 工作可靠性、制造和维修费用。对于航空发动机来讲．最重要的指 标之一是外面尺寸。它用单位空气质量流量来衡量，即通过发动机 单位面积的空气质量流量。
对压气机结构设计的基本要求： (1)满足发动机性能设计提出的各项要求，性能稳定，稳定工作范 围宽 (2)具有足够的强度、适宜的刚度和更小的振动； (3)结构简单．尺寸小，重量轻； (4)工作可靠．寿命长； (5)维修性、检测性好．性能制造成伞比高。
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第二章 压气机
在航空燃气涡轮发动机中．一船采用了3种 基本类型的压气机：
• 离心式压气机 • 轴流式压气机 • 混压式压气机
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2.1离心式压气机 转动部分
导风轮、离心叶轮、转轴等
静止部分
进气装置、叶轮前壁、后壁、扩压器、机匣组等
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2.1离心式压气机
典型的离心式压气机的叶轮
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2.1离心式压气机
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2.3 轴流式压气机转子的基本结构
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鼓式转子
2.3 轴流式压气机转子的基本结构
盘式转子由一根轴和若干个轮盘组成，用轴将各级轮 盘联成一体。盘缘有不同形式的榫槽用来安装转子叶片。 盘心加工成不同的形式．即用补同的方法在共同的铀上定 心和传扭。转子叶片和轮盘的离心力由轮盘承受．转子的 抗弯刚性由轴保证。盘式转子的优点是承受离心载荷能力 强．但是抗弯刚性差。为了提高转于的抗弯刚性．在盘式 转于中，盘缘间增添了定距环，并将轴的直径加租，称为 加强的盘式转子。
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2.2 轴流式压气机
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2.3 轴流式压气机转子的基本结构
压气机转子的基本型式有三种： 鼓式转子、盘式转子、鼓盘式转子
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2.3 轴流式压气机转子的基本结构
鼓式转子的基本构件是一圆柱形、橄榄形或圆锥形鼓 简(视气流通道形式而定)，借安装边和螺栓与前、后半轴 联接。在鼓筒外表面加工有环槽或纵槽，用来安装转于叶 片。作用在转子上的主要负荷(叶片和鼓筒的离心力、弯矩 和扭矩)由鼓简承受和传递。鼓式转子的优点是抗弯刚性好、 结构简单，但是承受离心载荷能力差，故只能在圆周速度 较低(不大于180-200 m／s)的条件下使用。如早期的压气机、 现代大流量比涡扇发动机的低压转子上。民用期贝发动机 低压压气机转子为鼓式转子．
1．不可拆却的鼓盘式转子 不可拆卸的鼓盘式转子的级间联接常用圆柱面紧度配合加径
向销钉联接和焊接两种方法．这两种方法在完成装配后都不可能 再进行无损分解。在先进的F119发动机上是直接整体加上成型。
WP6．WP7、WP8，WPl 3发动机的压气机都采用了圆柱面紧 度配合加径向销钉联接的鼓盘式转子。这种结构利用热胀冷缩原 理使圆柱面配合后产生紧度，圆柱而加径向销钉保证转子级间联 接后的定心，靠径向销钉和配合而摩擦力传递扭距。
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2.2轴流式压气机
空气在轴流式压气机中的流动方向大致平行于工作 轮轴．所以称为轴流式压气机：它的流动特点使其在结 构上容易组织多级压缩，以每一级都较低的增压压力比 获得较高的压气机总增压压力比。一般每级的增压压力 比在1．15～1．35之间，使得空气流经每级叶片通道时 无需急剧地改变方向，这样就减少了流动损失，因而压 气机效率高。特别是大流量时，轴流式压气机较离心式 压气机更容易获得较高的压气机效率，一般轴流式压气 机效率可达87％以上，而离心式压气机效率最高在84 ％—85％、与离心式压气机相比，多级轴流式压气机还 具有大流量，高效率、小迎风面积等优点．所以现代航 空用燃气涡轮发动机中多采用多级轴流式压气机。
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2.3 轴流式压气机转子的基本结构
加强的盘式转子
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.3 轴流式压气机转子的基本结构
鼓盘式转子由若干个轮盘，鼓简和前、后半轴组成。 盘缘有不同形式的榫槽用来安装转子叶片。级间联接可采 用焊接、径向销钉、轴向螺栓或拉杆。转子叶片、轮盘和 鼓简的离心力由轮盘和鼓筒共同承受．扭矩经鼓筒逐级传 给轮盘和转子叶片，转子的横向刚性由鼓筒和连接件保证。
优点
单级增压比高，一级的增压比可达4：1—5：1，甚至 更高；同时离心式压气机稳定的工作范围宽；结构简单 可靠；重量轻，所需的启动功率小，多用于小型燃气涡 轮发动机。
缺点
流动损失大，尤其是级间损失更大，不适于用多级， 最多两级，正因为这样，离心式压气机的效率较低。一 般离心式压气机的效率最高只有83％—85％，甚至不到 80％。另外，离心式压气机单位面积的流通能力低，故 迎风面积大，阻力也大。
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鼓盘式转子
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2.4 鼓盘式转子
鼓盘式转子兼有鼓式转子的抗弯刚性和盘式转子的承受 大离心载荷的能力，因而得到广泛应用．特别是在现代涡扇 发动机的高压压气机上。鼓盘式转子的结构方案繁多，按其 级间联接的特点，可分为不可拆卸的转子、可拆卸的转子和 部分不可拆卸部分可拆卸的混合式转子三大类。
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2.4 鼓盘式转子
不可拆卸的转子重量轻、结构简单、有足够的横向刚性，能 良好地定心和可靠地传力，因而曾被广泛采用。在结构许可的 条件下，采用焊接或整体加工成型的转子，有利于减轻转子重 量，提高工作可靠性，改进转子的平衡性，便于生产中的质量 控制，是重要的发展方向。
第二章 压气机
2.1 离心式压气机 2.2 轴流式压气机 2.3 轴流式压气机转子的基本结构 2.4 鼓盘式转子 2.5 工作叶片 2.6 榫头 2.7 轴流式压气机静子 2.8 压气机防喘系统 2.9 防冰系统 2.10 封气装置
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第二章 压气机
压气机是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，也可以为座舱增压、涡轮散热和其他发动机 的起动提供压缩空气。
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2.2轴流式压气机
轴流式压气机转子
转子是一个高速旋转对气流做功的组合件。在双转子涡 喷发动机中，压气机又分为低压转子和高压转子；在双转子 涡扇发动机中．低压转子就是风扇转子．或者是风扇转子和 低压压气机转子的组合。压气机转子一船是简支的，也有些 是悬臂
轴流式压气机静子
静子是静子组合件的总称，包括机匣和整流器。在单 转子涡喷发动机中，压气机机匣由进气装置、整流器机匣 和扩压器机匣组成。在双转子压气机中，在风扇和压气机 之间还有一个分流机匣，将内、外涵道的气流分开；在高、 低压压气机之间有一个中介机匣，将气流由低压压气机顺 利引入高压压气机。