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美苏第三代战斗机用发动机结构设计对比:高压

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  AL-31F的冷却编制中有一特殊的安排,即由高压压气机出口处引出的用于冷却高压涡轮部件的冷却氛围,原委氛围-氛围换热器降温后,再去冷却,以升高冷却效能。 全体作法是,热交流

  1. 详细信息

  AL-31F的冷却编制中有一特殊的安排,即由高压压气机出口处引出的用于冷却高压涡轮部件的冷却氛围,原委氛围-氛围换热器降温后,再去冷却,以升高冷却效能。

  全体作法是,热交流器置于燃烧室机匣上(睹图12),由燃烧室机匣外壁处引出占内在空心胸8.9%的高压氛围,流入换热中,与由外涵道流入的温度较低的外涵氛围举办热交流,使由高压压气机出来的氛围降温125~210℃,这些冷却后的氛围中,有一个别经高压涡轮导向器的中腔进入,除用于冷却导向叶片外,还进入高压涡轮盘前对轮盘冷却,另一个别冷却后的氛围用于冷却高压涡轮转子叶片。

  这种采用热交流器将用于冷却高压涡轮的高压压气机出口氛围,举办降温后再去冷却的手腕,可使涡轮职责叶片能承担更高的燃气温度,或坚持肯定的温度下,能低重对涡轮叶片质料的条件,这种安排正在其它策动机中尚未睹到。

  ⑻钛合金低压涡轮轴AL-31F中,毗连低压涡轮与电扇间的低压涡轮传动轴前后分为三段,前、后段由于有转达扭矩的花键,由高强度的合金钢制成,中段仅转达扭矩与轴向力,由钛合金制成,三段间以“叉型”构造用径向销钉连为一体,以低重传动轴的重量,参睹图12。这种将修长的传动轴做成由三段差异质料构成的构造,能低重策动机重量,但实属罕睹。

  ⑼附件核心传动安装主动锥齿安置格式F100高压压气机前滚珠轴承外环装正在折返式弹性支座中,内环装正在高压压气机前轴上,附件核心传动安装中的主动锥形齿轮直接装正在滚珠轴承前端,如图13所示,这种安排正在很众策动机中获得行使,比方F、CFM56、GE90与PW4000(图14)等,正在这些策动机中,高压压气机前滚珠轴承均是通过弹性支座支承于机匣中的,注释此处采用弹性支座后,对锥形齿轮啮合间隙以及锥形齿轮平常职责影响不大。

  正在AL-31F中,高压压气机前滚珠轴承也是通过弹性支座支承于机匣的(图15),但附件核心传动安装中的主动锥形齿轮却未装正在高压压气机前轴上,而是将主动锥齿支承2个轴承上,图15中只画出主动锥形齿轮的后轴承(滚珠轴承)。高压压气机前轴与主动锥齿通过浮动套齿轴毗连,即浮动套齿轴前端的外衣齿与主动锥齿的内套齿啮合,后端的外衣齿则与高压压气机前轴的内套齿啮合。

  很彰着,AL-31F的这套安排,与F100等策动机的安排比拟,是将简陋题目庞大化的规范安排,不但增长了零件与轴承数,况且使策动机重量增长。预计苏联当时的安排职员以为,如将主动锥齿直接装正在高压压气机前轴处,滚珠轴承所用的弹性支座会正在职责中影响锥形齿轮付的啮合间隙,对附件传动链职责倒霉,是以将主动锥齿与高压压气机前轴诀别出去,孑立支承,正在这种主张的影响下,同期研制的RD-33也釆用了相仿AL-31F的安排。直到上世纪90年代,来华的俄罗斯专家还是相持上述主张,但当他们看到F与PW4000相闭的图纸后,才豁然贯通挖掘他们的安排切实不适合。

  (10) 高压涡轮后端支承格式F100策动机中,高压涡轮后端的支承格式采用了普.惠公司正在JT3C、JT9D、PW2037、V2500与PW4000等策动机中的古代安排,即高压涡轮后端的滚棒轴承置于高压压气机与高压涡轮之间,通过燃烧室机匣将负荷外传,这种安排,不但使策动机众1个轴承腔,况且2级涡轮轮盘照旧悬臂支承的,彰着对高压转子的转子动力学个性倒霉。

  AL-31F则釆用了GE公司的古代安排,即高压涡轮后滚棒轴承支承于低压转子上,成为一中介轴承,高压涡轮后轴承的负荷通过低压转子后轴承外传,是以,整台策动机中,可少1个承力机匣与轴承滑油腔,不但使策动机零件数少,况且策动机长度也可短些,是以除GE公司的策动机如F101、F110、F与CFM56等外,普.惠公司用于F-22的F119也采用,苏联的AL-31F与RD-33也釆了这一安排。

  高压涡轮后端通过中介轴承支承于低压转子上的安排,有一个较为环节的题目须要处置。正在小涵道比涡轮电扇策动机中,通常高压转子由2个支点支承;低压转子则由3个支点支承,即电扇转子支承于前后2个支点上,低压涡轮转子后端支承于1个支点上,其前端通过联轴器支承于电扇后支点处,如图16所示。以往正在3支点的安排中,联轴器须做成柔性的,以适宜3支点的不专心,即低压涡轮转子许诺绕轴心偏离一个角度。

  不过,当高压涡轮通过中介轴承支承于低压涡轮转子上时,就不行采用柔性联轴器,不然高压转子后支点会波动,会酿成叶尖间隙极大不服均,以及高压转子的动力学个性。为此,3支点的低压转子支承计划中,务必采用刚性联轴器,这就须升高机匣与转子的加工精度,确保机匣中3个轴承安置孔要正在一根轴线上,这个条件相对讲比拟容易处置;转子上装3个轴承的轴颈处确保专心,这是比拟难抵达条件的。

  因为当时苏联对长度较长的低压涡轮轴的加工精度达不到条件(上世纪90年代后期,俄罗斯与乌克兰仍无法正在加工中抵达低压涡轮轴的精度条件),为此,AL-31F与RD-33正在高压转子采用中介轴承支承于低压转子的安排时,低压转子还是釆用了柔性联轴器,为了降服柔性联轴器对高压转子带来题目,AL-31F与RD-33区别釆取了差异的手段,这些手段固然处置了题目,但却正在策动机中增长一套零件众、构造庞大的联轴器(AL-31F),增长了策动机重量。返回搜狐,查看更众