航空发动机叶片.doc

发动机叶片
发动机与飞机
发动机种类
涡轮喷气发动机(WP)WP5、WP6、WP7、……WP13
涡轮螺桨发动机(WJ)WJ5、WJ6、WJ7
涡轮风扇发动机(WS)WS9、WS10、WS11
涡轮轴发动机(WZ)WZ5、WZ6、WZ8、WZ9
活塞发动机(HS)HS5、HS6、HS9
发动机的结构与组成
燃气涡轮发动机主要由压气机、燃烧和涡轮三大部件以及燃油系统、滑油系统、空气系统、电器系统、进排气边系统及轴承传力系统等组成。(发动机的整体构造如下图1)三大部件中除燃烧外的压气机与涡轮都是由转子和静子构成,静子由内、外机匣和导向(整流)叶片构成;转子由叶片盘、轴及轴承构成,其中叶片数量最多(见表1~5)
风扇
高压压气机
燃烧室
高压涡轮
低压涡轮
加力燃烧室
喷管
发动机的整体结构
发动机工作原理及热处理过程
工作原理:发动机将大量的燃料燃烧产生的热能,势能给涡轮导向器斜切口膨胀产生大量的动能,其一部分转换成机械功驱动压气机和附件,剩余能由尾喷管膨胀加速产生推力。
热力过程:用p-υ或T-S图来表示发动机的热力过程:

飞机与发动机
发动机是飞机的动力,也是飞机的心脏,不同用途的飞机配备不同种类的发动机。如:
军民用运输机、轰炸机、客机、装用WJ、WS、WP类发动机。
强击机、歼击机、教练机、侦察机、装用WP、WS、HS类发动机。
军民用直升机装用WZ类发动机。
叶片
在燃气涡轮发动机中叶片无论是压气机叶片还是涡轮叶片,它们的数量最多,而发动机就是依靠这众多的叶片完成对气体的压缩和膨胀以及以最高的效率产生强大的动力来推动飞机前进的工作。叶片是一种特殊的零件,它的数量多,形状复杂,要求高,加工难度大,而且是
故障多发的零件,一直以来各发动机厂的生产的关键,因此对其投入的人力、物力、财力都是比较大的,而且国内外发动机厂家正以最大的努力来提高叶片的性能,生产能力及质量满足需要。
叶片为什么一定要扭
在流道中,由于在不同的半径上,圆周速度是不同的,因此在不同的半径基元级中,气流的攻角相差极大,在叶尖、由于圆周速度最大,造成很大的正攻角,结果使叶型叶背产生严重的气流分离;在叶根,由于圆周速度最小,造成很大的负攻角,结果使叶型的叶盆产生严重的气流分离。因此,对于直叶片来说。除了最近中径处的一部分还能工作之外,其余部分都会产生严重的气流分离,也就是说,用直叶片工作的压气机或涡轮,其效率极其低劣的,甚至会达到根本无法运转的地步。
发动机叶片数量统计如下(以WJ6、WS11为例)表:
WJ6
压气机叶片数量见表1 表1
级
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Σ
工作叶片
25
31
35
45
53
53
53
51
51
61
458
整流叶片
34
40
44
62
62
74
74
74
74
82
620
Σ
59
71
79
107
115
127
127
125
125
143
1078
涡轮叶片数量见表2 表2
级
1
2
3
Σ
工作叶片
106
86
82
274
导向叶片
46
50
54
150
Σ
152
136
136
424
发动机叶片总数
1078+424=1502
1502×500=751000
按平均价格500元/片,

压气机叶片总数见表3
表3
级
1
2
3
4
5
6
7
8
9
后
Σ
工作叶片
39
49
51
61
59
73
77
79
79
567
整流叶片
50
58
62
66
70
72
76
76
100
100
730
Σ
89
107
113
127
129
145
153
155
179
100
1297
风扇叶片数量见表4
表4
级
1
2
3
Σ
工作叶片
22
27
29
78
整流叶片
34
36
44
114
Σ
56
63
73
192
涡轮叶片数量见表5
表5
级
高压
低压1
低压2
Σ
工作叶片
90
110
94
294
整流叶片
51
83
79
213
Σ
141
193
173
507
叶片总数
1297+192+507=1996
按300台计
2000×300=600000片
按500元/片计价
共计产值3亿元。
2. 叶片的工作原理
1) 压气机叶片
顾