航空发动机装配与维修第一节
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➢ 有机复合材料机匣 ➢ Ti2AlNb压气机转子叶片 ➢ CMC碳化硅复合材料涡轮导向器 ➢ CMSX－4单晶涡轮叶片＋NF3粉末盘整体涡轮 ➢ CMC和C/C复合材料涡轮转子 ➢ γ－TiAl扩压器和陶瓷复合材料全环燃烧室等
部分成果有望用于新一代推重比15～20发动机
14
推重比15 ～20发动机主要技术参数和特征
2、以更新换件为主要的排故方法。
19
一、修理厂的任务
翻修的等级： A，不谈任何修理，继续使用 B，个别零件的修理 C，局部分解 D，全面分解 E，整体更换，指组件和附件。
20
一、修理厂的任务
2，对发动机进行预防性的检查和修理（翻修时没有明显的故 障，要预防性的采取措施） 3，对发动机实施必须的加、改装（不合理的地方进行整改） 4，外排（修理技术人员带工具去厂外排故）
16
维护：定期对发动机进行检查、清洁、准备以 保证飞行安全。
修理：当维修不能排除故障，必须返回工厂进 行分解、排故、检查和试验，合格后再出厂。
贵州5707，成都5701、5719，陕西5702
，长沙5712 ，襄樊5713，安徽芜湖 5720
17
中国主要民航发动机维修企业维修能力表
企业名称
维修型号
衡量发动机技术先进性重要指标： ①推重比 70~80年代，加力涡扇推重比为8，F100，F110等 ②涡轮前燃气温度 F110为1728K T3温度的提高需要依靠 耐高温的材料和先进的冷却技术来保证
3
二、材料工艺技术的地位和作用
航空动力的特点： • 航空动力在“高温、高压、高转速、高负荷”条件下工作 • 要求高可靠、长寿命、低油耗、低成本、易维护 • 航空动力技术复杂，是多学科、综合性、高科技系统工程
J79
1200
•• AL-7 J85 • 1 1 0 0 RD-9 • 1 0 0 0
1950
1960
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1970
1980
1990
2000
K
9
材料/工艺与冷却结构对涡轮进口温度的影响
冷却降温 材料耐温
1200K
1450K
1650K
1950K (涂层50-100K)
无冷却 锻件
10
对流+气膜 冲击+对流+发散 超冷、铸冷
多斜孔冷却结构 （加力隔热屏）
我国航空发动机 “三步走”的发展战略：
20年攀登三个技术台阶 抓紧研制FWS-10第三代发动机 积极开展推重比10的第四代发动机的研究和发展 着手组织推重比12～15的先进航空发动机的基础研究
13
三、新一代航空动力材料工艺技术需求
美国IHPTET和VAATE计划，西欧ACME和AMET计划等，列 出许多新材料、新结构研究和验证项目
➢ 第四代发动机广泛应用复合材料及先进的工艺技术
高温陶瓷和C-C复合材料燃烧室、涡轮和喷管等高温部件 树脂类复合材料风扇机匣 粉末冶金高压压气机盘 高温钛合金压气机叶片、机匣、作动筒、油管 双性能热处理涡轮盘 单晶涡轮叶片 金属间化合物喷管调节片
7
结构减重 %
材料和制造工艺是航空发动机性能提高的基础
对航空发动机来说，性能的改进1/2靠材料。
8
先进冷却设计、工艺和材料大大提高了 涡轮的工作温度
•F119
涡
2000 1900
轮
1800
1700
进
1600
口
1500
1400
温
1300
• • • • F100 F404 F110
AL-31F
•TF30 •Spey
•M53
• M88-2 • EJ200
度
钛合金压气机叶片 及轮盘，减重20％
浮动壁燃烧室
涡轮叶片，T4* 提高50~100℃， 寿命提高2～3倍
高能焊接技术和 先进涂层，可显 著提高结构效率 和疲劳寿命
钛合金空心风扇叶片抗震 及减重效果显著
12
涡轮盘和压气机盘，减重10％ ，寿命延长1倍 整体叶盘减重20％～30％，提 高气动效率0.1～0.2%
航空发动机装配与修理
第一章 概述
第一节 航空发动机的现状与发展
航空发动机是飞机的动力装置，其工作条件为高温高压， 异常恶劣，工作具备条件为无故障、耐久性和安全性。航 空发动机的研制、维护和修理涉及材料学科、制造修理工 艺、检测技术和管理。所以航空产业是一项专业技术，高 科技的综合技术产品。
2
一、目前的发展趋势
定向结晶
单晶叶片
第三代单晶
衡量发动机技术先进性 重要指标：
③高增压比 此项技术要求压气机部件有较高的级间增压比、大喘振裕度 和轻重量 WP7，π=9 F100-PW-119， π=33.6 目前航空发动机的发展趋势为发展推重比为15～20的发动机 。
11
第四代推重比10发动机的主要材料工艺
阻燃钛合金压气 机机匣等，减重 10％
珠海摩天宇航空发动 机维修工程公司
CFM56、CF-34和 V2500系列
四川斯奈克玛发动机 维修工程公司
CFM56系列
上海普惠发动机维修 工程公司
CFM56系列
GE发动机服务公司(厦 门)
CFM56系列和CF6
厦门新科宇航科技有 限公司
维修级别 B4 B2 B3 B2 B4
北京飞机维修工程公 CFM56系列、JT8D、
4
二、材料工艺技术的地位和作用
材料工艺技术的地位和作用： • 材料工艺是航空发动机的基础和先导技术 • 材料和制造工艺是航空发动机性能提高的基础 • 材料和工艺技术的发展促进了航空发动机的更新 换代
5
材料工艺是航空发动机的基础和先导技术
6
材料和工艺技术的发展促进了 航空发动机更新换代
➢ 第一、二代发动机的主要结构件均为金属材料 ➢ 第三代发动机开始应用复合材料及先进的工艺技术
B3
司
PW4000和RB211
18
年维修能力 150台 30台 300台 67台 300台
70台
CDAVTC
一、修理厂的任务
1，排故恢复可靠性：翻修后使发动机达到拟新状态。 翻修的三个性质： ①拆开性：航发的结构性较差，翻修某些部位时必须拆开。 ②工厂性：翻修不是任何一级单位和机构能胜任的，必须具 备一定的修理设备和技术人员。 ③修理性：1、以修为主，辅以必要的换件
风扇出口温度 500～650K
压气机出口温度 900～1000K
燃烧室出口燃气温度 2100～2200K
✓ 1级风扇+1级高压轴驱动的增压级+3级高压压气机 ✓ 高温升、长寿命、浮壁燃烧室 ✓ 两级对转超级冷却/铸冷涡轮 ✓ 超短加力燃烧室 ✓ 推力矢量喷管
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第二节 航空修理工厂介绍
航空发动机的工作条件： 磨损、腐蚀、振动、疲劳、高温、高速和高压 性能会发生偏离，比如零件损坏、老化、断裂 和漏油等故障，故必须定期维修。
部分成果有望用于新一代推重比15～20发动机
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推重比15 ～20发动机主要技术参数和特征
2、以更新换件为主要的排故方法。
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一、修理厂的任务
翻修的等级： A，不谈任何修理，继续使用 B，个别零件的修理 C，局部分解 D，全面分解 E，整体更换，指组件和附件。
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一、修理厂的任务
2，对发动机进行预防性的检查和修理（翻修时没有明显的故 障，要预防性的采取措施） 3，对发动机实施必须的加、改装（不合理的地方进行整改） 4，外排（修理技术人员带工具去厂外排故）
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维护：定期对发动机进行检查、清洁、准备以 保证飞行安全。
修理：当维修不能排除故障，必须返回工厂进 行分解、排故、检查和试验，合格后再出厂。
贵州5707，成都5701、5719，陕西5702
，长沙5712 ，襄樊5713，安徽芜湖 5720
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中国主要民航发动机维修企业维修能力表
企业名称
维修型号
衡量发动机技术先进性重要指标： ①推重比 70~80年代，加力涡扇推重比为8，F100，F110等 ②涡轮前燃气温度 F110为1728K T3温度的提高需要依靠 耐高温的材料和先进的冷却技术来保证
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二、材料工艺技术的地位和作用
航空动力的特点： • 航空动力在“高温、高压、高转速、高负荷”条件下工作 • 要求高可靠、长寿命、低油耗、低成本、易维护 • 航空动力技术复杂，是多学科、综合性、高科技系统工程
J79
1200
•• AL-7 J85 • 1 1 0 0 RD-9 • 1 0 0 0
1950
1960
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1970
1980
1990
2000
K
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材料/工艺与冷却结构对涡轮进口温度的影响
冷却降温 材料耐温
1200K
1450K
1650K
1950K (涂层50-100K)
无冷却 锻件
10
对流+气膜 冲击+对流+发散 超冷、铸冷
多斜孔冷却结构 （加力隔热屏）
我国航空发动机 “三步走”的发展战略：
20年攀登三个技术台阶 抓紧研制FWS-10第三代发动机 积极开展推重比10的第四代发动机的研究和发展 着手组织推重比12～15的先进航空发动机的基础研究
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三、新一代航空动力材料工艺技术需求
美国IHPTET和VAATE计划，西欧ACME和AMET计划等，列 出许多新材料、新结构研究和验证项目
➢ 第四代发动机广泛应用复合材料及先进的工艺技术
高温陶瓷和C-C复合材料燃烧室、涡轮和喷管等高温部件 树脂类复合材料风扇机匣 粉末冶金高压压气机盘 高温钛合金压气机叶片、机匣、作动筒、油管 双性能热处理涡轮盘 单晶涡轮叶片 金属间化合物喷管调节片
7
结构减重 %
材料和制造工艺是航空发动机性能提高的基础
对航空发动机来说，性能的改进1/2靠材料。
8
先进冷却设计、工艺和材料大大提高了 涡轮的工作温度
•F119
涡
2000 1900
轮
1800
1700
进
1600
口
1500
1400
温
1300
• • • • F100 F404 F110
AL-31F
•TF30 •Spey
•M53
• M88-2 • EJ200
度
钛合金压气机叶片 及轮盘，减重20％
浮动壁燃烧室
涡轮叶片，T4* 提高50~100℃， 寿命提高2～3倍
高能焊接技术和 先进涂层，可显 著提高结构效率 和疲劳寿命
钛合金空心风扇叶片抗震 及减重效果显著
12
涡轮盘和压气机盘，减重10％ ，寿命延长1倍 整体叶盘减重20％～30％，提 高气动效率0.1～0.2%
航空发动机装配与修理
第一章 概述
第一节 航空发动机的现状与发展
航空发动机是飞机的动力装置，其工作条件为高温高压， 异常恶劣，工作具备条件为无故障、耐久性和安全性。航 空发动机的研制、维护和修理涉及材料学科、制造修理工 艺、检测技术和管理。所以航空产业是一项专业技术，高 科技的综合技术产品。
2
一、目前的发展趋势
定向结晶
单晶叶片
第三代单晶
衡量发动机技术先进性 重要指标：
③高增压比 此项技术要求压气机部件有较高的级间增压比、大喘振裕度 和轻重量 WP7，π=9 F100-PW-119， π=33.6 目前航空发动机的发展趋势为发展推重比为15～20的发动机 。
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第四代推重比10发动机的主要材料工艺
阻燃钛合金压气 机机匣等，减重 10％
珠海摩天宇航空发动 机维修工程公司
CFM56、CF-34和 V2500系列
四川斯奈克玛发动机 维修工程公司
CFM56系列
上海普惠发动机维修 工程公司
CFM56系列
GE发动机服务公司(厦 门)
CFM56系列和CF6
厦门新科宇航科技有 限公司
维修级别 B4 B2 B3 B2 B4
北京飞机维修工程公 CFM56系列、JT8D、
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二、材料工艺技术的地位和作用
材料工艺技术的地位和作用： • 材料工艺是航空发动机的基础和先导技术 • 材料和制造工艺是航空发动机性能提高的基础 • 材料和工艺技术的发展促进了航空发动机的更新 换代
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材料工艺是航空发动机的基础和先导技术
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材料和工艺技术的发展促进了 航空发动机更新换代
➢ 第一、二代发动机的主要结构件均为金属材料 ➢ 第三代发动机开始应用复合材料及先进的工艺技术
B3
司
PW4000和RB211
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年维修能力 150台 30台 300台 67台 300台
70台
CDAVTC
一、修理厂的任务
1，排故恢复可靠性：翻修后使发动机达到拟新状态。 翻修的三个性质： ①拆开性：航发的结构性较差，翻修某些部位时必须拆开。 ②工厂性：翻修不是任何一级单位和机构能胜任的，必须具 备一定的修理设备和技术人员。 ③修理性：1、以修为主，辅以必要的换件
风扇出口温度 500～650K
压气机出口温度 900～1000K
燃烧室出口燃气温度 2100～2200K
✓ 1级风扇+1级高压轴驱动的增压级+3级高压压气机 ✓ 高温升、长寿命、浮壁燃烧室 ✓ 两级对转超级冷却/铸冷涡轮 ✓ 超短加力燃烧室 ✓ 推力矢量喷管
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第二节 航空修理工厂介绍
航空发动机的工作条件： 磨损、腐蚀、振动、疲劳、高温、高速和高压 性能会发生偏离，比如零件损坏、老化、断裂 和漏油等故障，故必须定期维修。