典型航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)分析講義

典型航空燃?xì)鉁u輪/r/n發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)分析/r/n（/r/n講義/r/n）/r/n前言/r/n航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展已有70年的歷史，特別是在近20年以來在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝和應(yīng)用材料上都有了飛速的發(fā)展，同時(shí)在/r/n結(jié)構(gòu)/r/n設(shè)計(jì)/r/n上/r/n英國羅羅公司，美國通用電氣公司、普惠技術(shù)聯(lián)合公司和/r/n俄羅斯/r/n的/r/n航空動(dòng)力設(shè)計(jì)集團(tuán)都/r/n逐步/r/n形成各自的設(shè)計(jì)風(fēng)格和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中各設(shè)計(jì)集團(tuán)/r/n在/r/n新機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上一般新結(jié)構(gòu)/r/n所占比例/r/n不超過30％，因此，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)/r/n結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/r/n中/r/n體現(xiàn)出鮮明/r/n的繼承性/r/n和創(chuàng)新性/r/n。/r/n在/r/n初步/r/n學(xué)習(xí)/r/n了/r/n航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)/r/n知識(shí)后/r/n，/r/n通過對(duì)各設(shè)計(jì)集團(tuán)（公司）所設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的特征進(jìn)行對(duì)比分析有助于更好的了解各種結(jié)構(gòu)的使用優(yōu)點(diǎn)和問題。本/r/n講義選取了/r/n6種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征鮮明/r/n的/r/n燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了論述和分析，以加深對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的/r/n各種結(jié)構(gòu)使用的條件的理解。/r/n為適合航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修專業(yè)學(xué)生的使用，本講義對(duì)兩種民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)（CFM56、PW4000）的維修和裝配進(jìn)行了介紹。/r/n本講義由洪杰，張輝，王榮橋和/r/n馬艷紅/r/n老師參加編寫，感謝原航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度振動(dòng)教研室的各位老師多年來對(duì)各種航空發(fā)動(dòng)機(jī)資料的積累和無私的奉獻(xiàn)。/r/n目錄/r/n/r/n/r/n/r/n/r/n第一章/r/nWP7/r/n渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)/r/n /r/n/r/n/r/n渦噴7發(fā)動(dòng)機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)（以渦噴7乙發(fā)動(dòng)機(jī)為例）：/r/n最大加力推力（daN）：5982；/r/n中間推力（daN）：4315；/r/n加力耗油率[kg/(daN.h)]：2.04;/r/n中間耗油率[kg/(daN.h)]：1.03;/r/n低壓轉(zhuǎn)子最大轉(zhuǎn)速（rpm）：11150；/r/n高壓轉(zhuǎn)子最大轉(zhuǎn)速（rpm）：11425；/r/n推重比：5.5;/r/n空氣流量（kg/s）：64.5；/r/n總增壓比：8.85;/r/n渦輪前溫度（/r/n/r/nC）：1015；/r/n最大直徑（mm）：906；/r/n長度（mm）：4600；/r/n質(zhì)量（kg）：1191。/r/n1.2/r/n結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)/r/n1）總體結(jié)構(gòu)/r/n支承方案與聯(lián)軸器/r/n渦噴7發(fā)動(dòng)機(jī)有高、低壓兩個(gè)轉(zhuǎn)子，因此在轉(zhuǎn)子支承問題上比單轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜。渦噴7發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)轉(zhuǎn)子共有五個(gè)支點(diǎn)，通過三個(gè)承力結(jié)構(gòu)件傳到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣上（見圖1-2）。/r/n高壓轉(zhuǎn)子的支承方案較簡單，僅采用兩個(gè)支點(diǎn)，即壓氣機(jī)后的3號(hào)支點(diǎn)與渦輪轉(zhuǎn)子前的4號(hào)支點(diǎn)（圖1-2），通常表示為0-2-0支承方案。由于傳于轉(zhuǎn)子3號(hào)支點(diǎn)的軸向負(fù)荷較大，該處采用了兩個(gè)滾珠軸承，4號(hào)支點(diǎn)僅承受徑向負(fù)荷，采用了滾棒軸承。/r/n高壓轉(zhuǎn)子的支承方案所以能設(shè)計(jì)得如此簡單，主要是因?yàn)楦邏簤簹鈾C(jī)只有3級(jí)，因此高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子很短，重量輕，可以設(shè)計(jì)成懸臂式的結(jié)構(gòu)。為了盡量減短壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子重心至前支點(diǎn)（即3號(hào)支點(diǎn)）之間的距離，將壓氣機(jī)錐形軸頸直接與第五級(jí)盤（即高壓第二級(jí)）相聯(lián)接。/r/n高壓轉(zhuǎn)子采用雙支點(diǎn)方案后，高壓壓氣機(jī)軸與高壓渦輪軸之間就需采用剛性聯(lián)軸器（圖1-3），形成剛性良好的整體轉(zhuǎn)子，以保證轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定工作。/r/n圖1-3高壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器/r/n低壓轉(zhuǎn)子的支承方案基本上屬于l-2-0型式。/r/n由圖1-2可見，這種/r/n1-2-0/r/n型的支承方案是較特別的。其前支點(diǎn)不是置于壓氣機(jī)第一級(jí)輪盤的前面，而是在第一、第二級(jí)輪盤間，即1號(hào)軸承夾于兩輪盤間。為了減少軸承的傳力機(jī)匣，將低壓轉(zhuǎn)子的中軸承（2號(hào)）、后軸承（5號(hào)）支承于高壓轉(zhuǎn)子內(nèi)，其負(fù)荷先傳到高壓轉(zhuǎn)子上后，然后分別通過高壓轉(zhuǎn)子的3號(hào)及4號(hào)軸承外傳．這種軸承介于高、低壓轉(zhuǎn)子間，因此稱為中介軸承。/r/n低壓轉(zhuǎn)子的軸向負(fù)荷是通過2號(hào)滾珠軸承傳出的。其余兩個(gè)軸承均為滾棒軸承，只傳遞徑向負(fù)荷。/r/n由于低壓轉(zhuǎn)子采用了三個(gè)支點(diǎn)，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，也為了降低三個(gè)支點(diǎn)同心度的要求，渦輪與壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子間采用了套齒球頭柔性聯(lián)軸器（圖1-4）。/r/n圖1-4低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器/r/n傳力方案/r/n1號(hào)軸承負(fù)荷通過第1級(jí)靜子葉片傳到機(jī)匣上；2、3號(hào)軸承的負(fù)荷是通過壓氣機(jī)末級(jí)靜子葉片外傳的；4、5號(hào)軸承的負(fù)荷既可以由燃燒室內(nèi)的軸承機(jī)匣前傳，由壓氣機(jī)末級(jí)靜子葉片外傳，也可以直接通過高壓渦輪導(dǎo)向器葉片內(nèi)的承力輻條傳到機(jī)匣上。也即由燃燒室外套、軸承機(jī)匣、壓氣機(jī)末級(jí)靜子葉片、渦輪導(dǎo)向器葉片內(nèi)的承力幅條組成了一個(gè)盒式結(jié)構(gòu)。這種傳力方式稱為混合傳力方案（圖1-5）。/r/n圖1-5WP7傳力路線/r/n卸荷/r/n壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和渦輪轉(zhuǎn)子工作時(shí)均會(huì)產(chǎn)生很大的軸向力，這些軸向力要通過滾珠軸承傳出，但滾珠軸承承受軸向負(fù)荷的能力有限，為此在發(fā)動(dòng)機(jī)上必須采取一些減少作用于滾珠軸承上軸向負(fù)荷的措施，即卸荷措施。在渦噴7乙發(fā)動(dòng)機(jī)上采用了下述措施（圖1-6）：/r/n圖1-6WP7卸荷示意圖/r/nA/r/n．利用聯(lián)軸器分別地將高壓壓氣機(jī)和高壓渦輪、低壓壓氣機(jī)和低壓渦輪的轉(zhuǎn)子連接起來，使壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子向前的軸向力和渦輪向后的軸向力相抵消一部分，傳給滾珠軸承上的負(fù)荷就為抵消后的剩余軸向力。當(dāng)然，僅采用這一措施，作用于滾珠軸承上的軸向負(fù)荷還是較大的。因此，還需采取：/r/nB．為了減少高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子向前的軸向力，在高壓壓氣機(jī)末級(jí)輪盤后端面上作有兩圈篦齒封/r/n圖1-7WP7壓氣機(jī)/r/n嚴(yán)圈，防止末級(jí)轉(zhuǎn)子葉片后的高壓氣體流到高壓轉(zhuǎn)子的后方。同時(shí)，將末級(jí)盤后方的空腔用兩根扁形的導(dǎo)管通大氣。這個(gè)專門設(shè)計(jì)的通氣腔就稱為/r/n“/r/n卸荷腔/r/n”/r/n。卸荷后可以大大減少氣體作用在高壓轉(zhuǎn)子上的向前軸向力。/r/nC．為了減少低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子向前的軸向力，在第三壓氣機(jī)輪盤后端面外徑處作有篦齒封嚴(yán)圈，使第三級(jí)轉(zhuǎn)子葉片后的高壓氣流不能流人壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的后腔中。同時(shí)在第二級(jí)和第三級(jí)輪盤上都開有六個(gè)小孔，可以使第二級(jí)轉(zhuǎn)子葉片前的低壓氣流與低壓轉(zhuǎn)子的后腔相通，使低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子向前的軸向力減少，達(dá)到卸荷目的。/r/n2）壓氣機(jī)/r/nWP7發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)（圖1-7）是雙轉(zhuǎn)子軸流式結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)子和靜子組成。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子由低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子（各三級(jí)）組成，低、高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子分別由各自的渦輪轉(zhuǎn)子帶動(dòng)，同向旋轉(zhuǎn)。第一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的上部是超音速的，其下部以及第二至第六級(jí)葉片是跨音速的。/r/n低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子/r/n低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子主要由三部分組成，它們是裝有葉片的第二、三級(jí)盤軸組件，裝有葉片的第一級(jí)輪盤以及整流器（圖1-8）。/r/n圖1-8/r/n/r/n低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子/r/n第二級(jí)輪盤的鼓筒以過盈裝在第三級(jí)輪盤內(nèi)，中間用間隔襯套軸向定位，盤鼓結(jié)合處用徑向用于固定。第二、三級(jí)輪盤用內(nèi)孔定心，套裝在壓氣機(jī)軸上。為了保證0.37～0/r/n.43毫米/r/n的過盈量，組裝時(shí)盤允許加熱至不超過/r/n520/r/n℃/r/n，軸允許冷卻到/r/n-70/r/n在第二，第三級(jí)輪盤的腹板上有均壓孔，以卸去腹板上由于空氣的壓力造成的負(fù)荷，減小前中介軸承所受的軸向力。/r/n在壓氣機(jī)軸上開有6個(gè)徑向孔，用于引人第三級(jí)壓氣機(jī)后的空氣，以冷卻渦輪部件。在軸的后端有漸開線內(nèi)套齒，與渦輪內(nèi)軸前端外套齒嚙合，并通過球形螺帽、墊圈固定在一起。來自渦輪的扭矩，經(jīng)壓氣機(jī)軸上的外套齒，及軸與第二、第三級(jí)輪盤的過盈配合，傳給第二、第三級(jí)輪盤；并經(jīng)壓氣機(jī)軸前端的內(nèi)套齒，傳給第一級(jí)輪盤。/r/n第一級(jí)輪盤相對(duì)于轉(zhuǎn)子支點(diǎn)是懸臂的。為了裝卸方便和定心可靠，它以兩個(gè)圓柱面與壓氣機(jī)軸相配，以套齒傳遞扭矩。第一級(jí)輪盤用花鍵螺栓和螺母固定。螺母用鎖片鎖住。為防止擰螺母時(shí)劃傷第一級(jí)輪盤上的接觸面，在它們之間有墊片。花鍵螺栓插人軸內(nèi)后，在環(huán)槽里轉(zhuǎn)過1/2齒距，使螺栓的花鍵齒前端面頂住鈾的花鍵齒后端面，并在這個(gè)位置上裝人花鍵鎖圈將花鍵螺栓鎖住（螺栓的凸塊嵌人鎖圈的槽中。而鎖圈的花鍵齒又卡在軸的花鍵槽里）。第一級(jí)輪盤的軸端與花鍵鎖圈之間裝有波形彈簧，用來限制花鍵鎖圈的軸向移動(dòng)，以避免在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出雜音。/r/n第一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片（24片）以燕尾型榫頭安裝在輪盤上。為了擴(kuò)大壓氣機(jī)穩(wěn)定工作范圍，第一級(jí)葉片來用了加寬，加厚型。葉片在輪盤上的安裝要選配，相鄰葉片和整級(jí)葉片分別有給定的自振頻率差要求。由于葉片長且寬，安裝的錐角又大，工作時(shí)所受的離心力沿著榫槽方向的分力很大，所以必須用兩個(gè)銷釘進(jìn)行葉片的槽向固定。在銷釘上做有螺孔，用螺釘來鎖緊保險(xiǎn)銷釘?shù)膱A環(huán)，同時(shí)，銷釘?shù)穆菘滓部梢杂脕硌b第一級(jí)輪盤的平衡配重螺釘。/r/n第二級(jí)和第三級(jí)葉片以燕尾型榫頭安裝在輪盤上，第二級(jí)葉片用銷子和卡環(huán)軸向定位，第三級(jí)葉片用卡環(huán)軸向定位。/r/n整流罩是由不銹鋼板沖壓焊接成的具有特殊型面的薄壁組件。它裝在第一級(jí)輪盤輪緣的內(nèi)環(huán)面上，并借助花鍵螺栓和塞子固定。/r/n低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子有兩個(gè)支點(diǎn)。前支點(diǎn)為滾棒軸承。為前支點(diǎn)封油用的前漲圈座固定在軸和第一級(jí)輪盤之間，后漲圈座用螺釘固定在第二級(jí)輪盤的固定螺母上。后支點(diǎn)是徑向止推滾珠軸承，它被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的前中介支點(diǎn)，其上作用著徑向力和軸向力。分成兩半的滾珠軸承內(nèi)環(huán)與漲圈座一起用螺母固定在中介軸承襯套上，螺母用止動(dòng)銷鎖緊。襯套以不大的間隙套在壓氣機(jī)軸上并用螺母固定。作用在低壓轉(zhuǎn)子上的軸向力通過前中介支點(diǎn)傳給發(fā)動(dòng)機(jī)中支點(diǎn)。/r/n低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子采用兩步動(dòng)平衡。第一步，平衡裝有葉片及本臺(tái)工作軸承的第二、三級(jí)盤鈾組件。用安裝配重或串裝葉片的辦法保證平衡精度。配重用螺釘固定，螺釘用鎖緊墊圈鎖緊。第二步，將裝有葉片的第一級(jí)輪盤和整流罩裝到已經(jīng)平衡好的第二、三級(jí)盤、軸組件上，在本臺(tái)工作軸承上平衡整個(gè)低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子。平衡時(shí)只允許用安裝平衡配重的方法保證平衡精度。平衡配重用鎖片鎖緊。/r/n高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子/r/n高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子由軸頸和裝有葉片的第四、第五、第六級(jí)輪盤組成。第四級(jí)輪盤壓裝在第五級(jí)輪盤的鼓筒上。第五、第六級(jí)輪盤分別壓裝在軸頸輪緣的兩端。盤和盤、盤和軸頸壓裝后鉆徑向孔并在孔內(nèi)壓入鎖子，從而將盤和軸頸聯(lián)成一個(gè)剛性的不可分解的盤鼓式轉(zhuǎn)子（見圖1-9）。/r/n圖1-9高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子/r/n軸頸的錐形腹板將第三級(jí)后的高壓空氣腔與第六級(jí)輪盤前的低壓空氣腔隔開。這個(gè)低壓空氣腔是與卸荷腔相通的。這樣，由于壓差，軸頸腹板上作用著一個(gè)朝渦輪方向的軸向力，它抵銷了中支點(diǎn)滾珠軸承向前的一部分軸向力。/r/n軸頸襯套以過盈壓裝在軸頸內(nèi)并用徑向鎖子固定。前中介支點(diǎn)的滾珠軸承外環(huán)用螺母固定在軸頸襯套內(nèi)，然后用軸承蓋蓋住。軸承蓋同軸頸襯套的接合處用夾金屬網(wǎng)橡膠石棉墊片封嚴(yán)。軸承蓋的內(nèi)側(cè)面上壓有銷子，用來防止軸承螺母松動(dòng)。而在另一側(cè)面上有凸塊，它插入止動(dòng)墊圈的孔里，而止動(dòng)墊圈外徑上的凸臺(tái)又嵌在軸頸襯套的一個(gè)寬槽里。這樣就制止了軸承蓋的轉(zhuǎn)動(dòng)。所有這一套零件用螺母壓緊，并用鎖片鎖緊螺母。/r/n高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和l級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子剛性連接成發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子。它們靠兩個(gè)錐體及軸頸前、后兩個(gè)錐面定中心。以套齒聯(lián)結(jié)傳遞扭矩，用其中的寬齒定周向裝配位置。為了保證轉(zhuǎn)子的連接剛性，在加/r/n9000公斤/r/n軸向壓緊力條件下，擰緊螺母。高壓轉(zhuǎn)子通過中支點(diǎn)雙排滾珠軸承和后支點(diǎn)滾棒軸承支承在后機(jī)匣上。/r/n來自渦輪外軸的扭矩經(jīng)軸頸向前傳給第五、第四級(jí)輪盤，向后傳給第六級(jí)輪盤。/r/n高壓轉(zhuǎn)子最終要進(jìn)行平衡。平衡方法是在第四級(jí)和第六級(jí)壓氣機(jī)輪盤安裝邊上加平衡配重或串裝第四、第六級(jí)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片。/r/n壓氣機(jī)靜子/r/n壓氣機(jī)靜子由進(jìn)氣機(jī)匣，前機(jī)匣，第二級(jí)整流器，第三級(jí)整流器、第四、五級(jí)整流器和后機(jī)匣組成（見圖1-10）。/r/n圖1-10壓氣機(jī)靜子/r/n在前機(jī)匣部分，通道外徑起始段保持不變。從第二級(jí)整流器開始，通道外徑逐漸縮小。通道內(nèi)徑從前機(jī)匣到第四級(jí)整流器逐漸增加，第五級(jí)整流器保持不變。因此，該壓氣機(jī)的氣流通道基本上是一種前面為等外徑，中間為等中徑，后面為等內(nèi)徑的混合式流程通道。這種通道有利于提高壓氣機(jī)前面級(jí)的加功量以及不致于使后面級(jí)的葉片長度太短而影響效率。/r/n整個(gè)靜子在組合后進(jìn)行必要的加工，以減小各級(jí)整流器殼體內(nèi)表面以及與封氣壓齒相配表面對(duì)前軸承座表面的跳動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)裝配后各支點(diǎn)具有良好的同心度，以便減小發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和保證在較小的徑向間隙范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子與上述表面不相磨。/r/n除進(jìn)氣機(jī)匣外，所有機(jī)匣和整流器的殼體均是鍛件經(jīng)機(jī)械加工而成的薄壁件，它帶有前后安裝邊，供相鄰整流器殼體連接用。除第四、五級(jí)整流器殼體分成兩半外，其余殼體都是整體結(jié)構(gòu)。因而具有良好的結(jié)構(gòu)剛性。為了改善應(yīng)力的分布，在安裝邊附近殼體的厚度均有所增加，并與安裝邊有較大的轉(zhuǎn)接半徑。在大部分安裝邊上銑有月牙槽，以減輕殼體的重量。/r/n各機(jī)匣之間必須保證定心可靠。除了前機(jī)匣與進(jìn)氣機(jī)匣用精密螺栓定心外，其余各機(jī)匣之間均用圓柱面凸緣和精密螺栓雙重定心。凸緣同時(shí)起裝配定位作用，另外它可以承受一部分因發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)相鄰殼體變形不一致而產(chǎn)生的附加負(fù)荷。在機(jī)械加工時(shí)，它還可以作為加工和檢驗(yàn)的基準(zhǔn)。/r/n前機(jī)匣為主要承力件之一，主要由殼體、前支承殼體以及第一級(jí)整流葉片（36片）組成。在整流葉片中有5片是加厚空心的（圖1-11）：一片用于通過傳動(dòng)桿以帶動(dòng)前支點(diǎn)四油泵和低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器；兩片用于向軸承供油及回油；一葉片用來輸送從壓氣機(jī)后引來的高壓熱空氣，以給整流罩加溫防止結(jié)冰，并使前軸承滑油封嚴(yán)腔增壓以提高到油效果；另一片則用于使前軸承座內(nèi)腔與附件機(jī)匣相通。/r/n圖1-11空心葉片周向分布位置/r/n防冰系統(tǒng)/r/n當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣濕度大和溫度/r/n0/r/n/r/nC/r/n左右條件下工作時(shí)，進(jìn)氣部分會(huì)發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象/r/n。/r/n隨著冰層增厚，會(huì)破壞壓氣機(jī)穩(wěn)定工作/r/n。/r/n冰層破裂，會(huì)/r/n打壞/r/n第一級(jí)葉片/r/n。WP7發(fā)動(dòng)機(jī)/r/n防冰/r/n措施有三：一是通過整流罩旋轉(zhuǎn)，將其上的附著水份甩掉；二是/r/n在整流罩外表面涂綠色/r/n憎/r/n水涂層，以減少水份的浸潤和聚集/r/n來自第六級(jí)壓氣機(jī)后的高壓熱空氣，經(jīng)過前機(jī)使上的一個(gè)空心葉片及前/r/n支/r/n承殼體和蓋上的通孔，然后流入整流罩夾腔加熱整流罩。最后這部分空氣通過整流罩安裝環(huán)上的44個(gè)小孔及/r/n端/r/n面上的24個(gè)月牙槽，吹向第一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片根部，/r/n對(duì)其進(jìn)行加溫，隨后/r/n進(jìn)入氣流通道（見圖/r/n1-12/r/n）/r/n。/r/n圖/r/n1-12防冰系統(tǒng)/r/n3）燃燒室/r/nWP7發(fā)動(dòng)機(jī)采用環(huán)管型燃燒室（圖1-13）、10個(gè)直流式氣膜冷卻火焰筒裝在燃燒室外套和內(nèi)套（包括前套、中套、后套）之間的環(huán)形空腔內(nèi)。外套和前套、中套形成環(huán)形擴(kuò)壓器，其功用是逐步降低燃燒室進(jìn)口空氣流速，以提高靜壓，合理組織燃燒。/r/n1.內(nèi)套；2.外套；3.噴嘴；4.頭部；5.葉片；6.導(dǎo)流罩；7.球形襯套；8.球頭座；9.火焰筒第一段；10.火焰筒第二段；11.火焰筒第三段；12.火焰筒第四段；13.火焰簡第五段；14.燃?xì)鈱?dǎo)管；15.安裝邊；16.圓環(huán)；17.隔熱屏；23.中套/r/n圖1-13WP7發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)管型燃燒室/r/n進(jìn)入燃燒室的空氣經(jīng)擴(kuò)壓器分為兩股。供燃燒用的第一般氣流經(jīng)過火焰筒頭部上的孔、渦流器以及火焰筒第一段上的孔流入火焰筒內(nèi)。氣流通過渦流器時(shí)，由于扭向葉片的作用，強(qiáng)烈地扭轉(zhuǎn)，在離心力作用下，被甩到火焰筒頭部壁面附近，并在中心出現(xiàn)一個(gè)低壓區(qū)，使熾熱燃燒產(chǎn)物在火焰筒內(nèi)對(duì)著噴嘴產(chǎn)生回流，從而提高了火焰筒頭部區(qū)域燃油和空氣的溫度，改善了燃油的蒸發(fā)和混合氣形成?；亓鲄^(qū)的存在保證了在寬闊的余氣系數(shù)范圍內(nèi)不斷地點(diǎn)燃新鮮混合氣，從而保證了燃燒過程的連續(xù)性。/r/n第二股氣流（約占?xì)饬鞯?0％）經(jīng)過火焰筒第一到五段上的進(jìn)氣孔流入火焰筒并與熾熱燃?xì)饬鲹胶线_(dá)到給定的出口溫度場(chǎng)。另有一小部分空氣用來冷卻渦輪部件。二股氣流孔的位置和大小取決于渦輪對(duì)燃燒室出口（扇形截面上）的溫度場(chǎng)的溫度要求，即保證在火焰筒出口截面處溫度沿渦輪葉片的分布應(yīng)符合葉片強(qiáng)度條件的要求。從火焰筒外部流過的第二股氣流還用來冷卻火焰筒壁，這部分氣流由火焰筒各段筒體前端的小孔進(jìn)入筒體，沿內(nèi)表面形成冷卻氣膜，使火焰筒壁不致因過熱而損壞。/r/n第二股氣流在火焰筒壁與外套和內(nèi)套之間形成隔熱層。火焰筒安裝邊的內(nèi)環(huán)上有兩個(gè)耳環(huán)，用以將10個(gè)火焰筒固定在一個(gè)共用圓環(huán)上，圓環(huán)的作用是將成臺(tái)的火焰筒在I級(jí)渦輪導(dǎo)向器內(nèi)支承上定中心，火焰筒安裝邊的外凸邊被夾在外套后安裝邊和渦輪Z級(jí)導(dǎo)向器外環(huán)之間，用以保證火焰筒的軸向位置?；鹧嫱差^部通過球體支承在工作噴嘴上。這一設(shè)計(jì)可保證火焰筒在熱狀態(tài)下的自由伸縮，防止卡死變形。/r/n外套的前部固定有10個(gè)工作噴嘴和兩個(gè)點(diǎn)火器。工作噴嘴的作用是使煤油成霧狀地噴入火焰筒，以便與空引良好地混合燃燒。/r/n聯(lián)焰管襯套焊在火焰筒頭部上。利用聯(lián)焰管等組件將10個(gè)火焰筒連接成一個(gè)整體。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，先由點(diǎn)火器點(diǎn)燃火焰筒頭部的燃油混合氣，火焰通過聯(lián)焰管從一個(gè)火焰筒向另一個(gè)火焰筒傳播，引燃各火焰筒內(nèi)的混合氣，并能均衡各火焰筒內(nèi)的壓力。/r/n4）渦輪/r/n渦噴7發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪（圖1-14）是兩級(jí)軸流反力式。/r/n圖1-14渦輪/r/n每級(jí)渦輪都由導(dǎo)向器和轉(zhuǎn)子組成，導(dǎo)向器用來將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，并使燃?xì)獍匆欢ǚ较蛄飨蚬ぷ魅~片。/r/n導(dǎo)向器是一個(gè)靜止的葉柵，葉片徑向地安裝在兩個(gè)同心環(huán)之間。I級(jí)葉片是在I級(jí)外環(huán)和內(nèi)支承之間；II級(jí)葉片是在II級(jí)外環(huán)與結(jié)合環(huán)之間。/r/n每級(jí)轉(zhuǎn)子均由盤、軸和葉片組成。葉片裝在盤外緣的縱樹形樣槽內(nèi)。當(dāng)燃?xì)饨?jīng)過葉片時(shí)，由于燃?xì)饬鞯臎_擊以及燃?xì)饬髟谌~盆葉背的流速不一樣而造成的壓差，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。/r/nI級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子以外軸與高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子軸剛性連接，構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子。I級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子以內(nèi)軸和低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子用套齒和球形螺帽連接，構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子。/r/nII級(jí)導(dǎo)向器的殼體，I級(jí)導(dǎo)向器的外環(huán)和燃燒室外套的安裝邊靠凸緣和9個(gè)精密銷釘相互定心，并用72個(gè)螺釘擰緊。/r/n當(dāng)燃?xì)饬鬟^渦輪通道后，其壓力和溫度下降。/r/nI級(jí)渦輪導(dǎo)向器/r/nI級(jí)渦輪導(dǎo)向器主要由40個(gè)葉片、內(nèi)支承、外套和輻條組成。/r/n葉片是空心的，由鑄造合金精鑄而成（圖1-15）。所有葉片內(nèi)腔前裝有導(dǎo)流管，后部裝有導(dǎo)流片，導(dǎo)流片由板材制成，并具有葉片內(nèi)腔的形狀。/r/n圖1-15第一級(jí)導(dǎo)向葉片/r/n導(dǎo)流片引導(dǎo)冷卻氣流沿葉片內(nèi)腔壁面向排氣邊緣流動(dòng)。為了排出冷卻空氣，在葉片葉盆的后緣開有16個(gè)排氣孔。/r/n葉片型面沿葉高是變化的。葉片借助輻條和螺栓固定在外環(huán)和內(nèi)支承上，并借助于偏心塊和螺釘使葉片定位在一個(gè)嚴(yán)格確定的角向位置上?？捎酶鼡Q不同組別的偏心塊來保證所需要的導(dǎo)向器流通截面面積。當(dāng)葉片受熱時(shí)可向中心自由伸長。葉片的內(nèi)、外緣板組成了導(dǎo)向器的通道部分。/r/n為了防止冷卻空氣的泄漏，在葉片內(nèi)緣板之間，外緣板和外環(huán)之間以及內(nèi)緣板和內(nèi)支承之間分別裝有封嚴(yán)繩。/r/n內(nèi)支承靠軸承機(jī)匣后安裝邊的凸緣定中心，并用螺釘和螺樁固定在后安裝邊上。為了保證內(nèi)支承有較好的剛性，其輻板具有截錐形，越靠中心壁厚越厚。/r/n為了輸送冷卻渦輪葉片和渦輪盤的冷卻空氣，在錐面上開有6個(gè)孔。/r/n在內(nèi)支承的外圓柱面上，制有40個(gè)供幅條緊固螺釘穿過的孔，40個(gè)輸送冷卻空氣到導(dǎo)向葉片內(nèi)腔管子和葉片內(nèi)緣板的孔。/r/n用20個(gè)螺釘將焊接件隔熱屏固定在內(nèi)支承上。隔熱屏用于將冷卻空氣導(dǎo)向渦輪盤，一部分通過孔直接向輪盤吹風(fēng)，然后流向渦輪葉片榫頭與盤榫槽間的間隙，對(duì)葉片榫頭進(jìn)行冷卻。另一部分由孔按一定方向流向I級(jí)空心渦輪葉片榫頭的伸根段和葉片的內(nèi)腔，冷卻葉片。/r/n外環(huán)用耐熱鋼制成。冷卻空氣通過40個(gè)孔進(jìn)入I級(jí)導(dǎo)向葉片內(nèi)腔的管子和葉片外緣板，另一部分通過安裝邊上的80個(gè)孔流向II級(jí)導(dǎo)向器葉片的外緣。外環(huán)上的40個(gè)圓缺孔是用來安裝偏心塊的，而外環(huán)中部的40個(gè)徑向孔則用來安裝輻條的固緊螺釘。40根輻條和擰在輻條上的螺釘保證了內(nèi)支承和外環(huán)的同心和傳力。/r/n輻條用耐熱變形合金鋼制成。/r/n固緊輻條和隔熱屏的螺釘，分別用鎖片鎖緊。/r/nI級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子/r/nI級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子有兩個(gè)支點(diǎn)：前支點(diǎn)是一對(duì)裝在壓氣機(jī)中軸承機(jī)匣上的徑向止推滾珠軸承，后支點(diǎn)是滾棒軸承。I級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子主要由外軸、輪盤和94片空心帶冠渦輪葉片組成。/r/n外軸用結(jié)構(gòu)鋼制成．在外軸后端的兩個(gè)外圓環(huán)面上，壓入并各用3個(gè)銷子固定著軸承襯套、漲圈座。封嚴(yán)圈壓裝在漲圈座的定心圓環(huán)面上，并頂不至盤的前端面，用16個(gè)銷子固定。在銷子孔之間有裝平衡螺釘用的16個(gè)螺紋孔。在軸承襯套的配合表面上，壓入帶保持架和滾棒的軸承內(nèi)圈至頂靠，內(nèi)圈用螺帽壓緊，螺帽用鎖片鎖住。/r/n在外軸后端的內(nèi)圓環(huán)面上，壓入并用3個(gè)銷子固定著低壓渦輪轉(zhuǎn)子的軸承座。在軸承座上鉆有兩個(gè)穿過軸的通孔，以安裝兩個(gè)噴油嘴，在軸承座的配合表面上，壓入帶保持架和滾棒的軸承外留至頂靠。外圈用螺帽固緊，螺帽由軸承座蓋上的凸塊鎖住。軸承座蓋用螺帽壓緊，并用鎖片鎖住螺帽。/r/n工作時(shí)，軸承襯套左側(cè)自身形成油槽，滑油由該槽進(jìn)入噴油嘴，對(duì)后中介軸承進(jìn)行潤滑和冷卻。/r/n后支點(diǎn)滾棒軸承的外圈裝在后軸承座上。后軸承座在壓氣機(jī)軸承機(jī)匣的后安裝邊上定心，并用12個(gè)螺栓固定。/r/n在外軸的前端制有漸開線花鍵，用于I級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子外軸和高壓壓氣機(jī)軸頸的連接并傳遞扭矩。/r/n輪盤用耐熱變形合金鍛制而成。輪盤壓裝在軸上至頂靠。輪盤和軸用16個(gè)徑向銷子連接。封嚴(yán)襯套壓入輪盤中心后段的配合圓環(huán)面內(nèi)，并用銷子固定。在封嚴(yán)襯套的安裝邊上制有30個(gè)裝平衡螺釘用的螺紋孔。輪盤的輻板上有8個(gè)孔以使冷卻空氣進(jìn)入兩個(gè)輪盤之間的空腔。輪盤后側(cè)外緣有帶三道燃?xì)夥鈬?yán)篦齒的圓環(huán)。/r/n渦輪工作葉片由鑄造鎳基合金制成。工作葉片的葉身型面沿葉片高度是變化的。葉片頂端有平行四邊形的葉冠，在葉身內(nèi)有9個(gè)通冷卻空氣的孔。冷卻空氣從葉片伸根段兩側(cè)的孔進(jìn)人葉片內(nèi)腔，冷卻葉身后從葉冠頂部的孔排入渦輪通道，葉片根部制有5齒樅樹形榫頭，榫頭帶間隙地插人輪盤的相應(yīng)榫槽內(nèi)，其間隙用來保證葉片工作時(shí)的自動(dòng)定心的榫頭的熱膨脹。鎖片（由于裝配需要，一臺(tái)轉(zhuǎn)子中用4種類型的鎖片）嵌入相應(yīng)的葉片和盤的槽內(nèi)，組成一個(gè)圓環(huán)面，用來防止葉片的軸向移動(dòng)和冷卻葉片內(nèi)腔的空氣的流失。工作葉片葉冠的外表面與渦輪外環(huán)上的一個(gè)南齒組成封嚴(yán)裝置，減少漏氣損失，其徑向間隙為2.3～2/r/n.75毫米/r/n。/r/n當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配時(shí)，壓氣機(jī)軸和外軸用螺母拉緊，并通過螺母?jìng)鬟f軸向力，通過兩個(gè)錐體保證兩軸相互定心。/r/nI/r/n級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子用串裝工作葉片和安裝平衡螺釘?shù)姆椒ㄟM(jìn)行動(dòng)平衡。/r/n此外，渦輪轉(zhuǎn)子和高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)在規(guī)定的相對(duì)角向位置下一起進(jìn)行平衡。/r/nII級(jí)渦輪導(dǎo)向器/r/nII級(jí)渦輪導(dǎo)向器由殼體，38片導(dǎo)向葉片，I級(jí)渦輪外環(huán)和結(jié)合環(huán)組成。/r/n導(dǎo)向器殼體由兩個(gè)耐熱合金鋼制成的環(huán)件組成。殼體兩端是帶孔的安裝邊。借這些孔將殼體與I級(jí)導(dǎo)向器和加力燃燒室擴(kuò)散器連接起來。殼體外表面上的環(huán)形助用來增加剛性。在兩個(gè)圓柱帶面上各有38個(gè)孔用來穿過固定導(dǎo)向葉片用的螺釘。/r/n導(dǎo)向葉片是由鑄造合金鑄成，其型面沿葉高是變化的。每一個(gè)葉片都是懸臂地用螺釘固定在殼體上，螺釘用鎖片鎖緊。導(dǎo)向器流通截面的調(diào)整用繞螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的方法來實(shí)現(xiàn)，葉片的內(nèi)、外緣板形成導(dǎo)向器的通道部分。/r/n為了防止冷卻空氣從葉片中泄漏，葉片上、下緣板間各裝有38個(gè)封嚴(yán)繩。/r/n葉片內(nèi)緣板的凸緣與I、II級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子上的封嚴(yán)篦齒組成封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，防止燃?xì)獾男孤?，每一個(gè)葉片的軸頸以間隙配合裝入結(jié)合環(huán)的孔中，結(jié)合環(huán)是用耐熱變形合金鋼制成的。此環(huán)保證所有葉片的軸頸位于同一個(gè)平面上，這對(duì)于保持葉片內(nèi)緣板的軸向位置是必要的。/r/n帶一道篦齒的I級(jí)渦輪外環(huán)，嵌鑲在導(dǎo)向器殼體上，前端有兩個(gè)凸耳作周向定位用。南齒與葉冠外圓面組成封氣結(jié)構(gòu)。/r/n為了防止冷卻空氣的泄漏，在外環(huán)與I級(jí)導(dǎo)向器和II級(jí)導(dǎo)向器葉片連接處。裝有兩個(gè)封嚴(yán)繩。/r/n導(dǎo)向器殼體上制有按100孔均布的98個(gè)孔，以保證冷卻空氣的流通。/r/nII級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子/r/nII級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子主要由內(nèi)軸，輪盤和64片葉片組成。/r/nII級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子有兩個(gè)支點(diǎn)：前支點(diǎn)是裝在壓氣機(jī)上的徑向止推滾珠軸承，后支點(diǎn)是滾棒軸承。/r/n渦輪的內(nèi)軸用結(jié)構(gòu)鋼制成。在內(nèi)軸的前端制有漸開線花鍵。該花鍵將渦輪轉(zhuǎn)子的扭矩傳遞給低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子。在花鍵前端還制有裝球形螺母的左向鋸齒形螺紋。此螺母保證轉(zhuǎn)子的軸向定位并將軸向力傳遞給前中介滾珠軸承。/r/n裝配轉(zhuǎn)子時(shí)，用專用工具推鎖套，同時(shí)壓緊彈簧，然后將球形螺母擰到內(nèi)軸上。當(dāng)拿出專用工具時(shí)，鎖套借助于彈簧的彈力回復(fù)到原來的位置，用鎖套上的花鍵鎖住球形螺母。/r/n在內(nèi)軸的后端壓入并各用3個(gè)銷子固定著內(nèi)軸襯套和封嚴(yán)圈。為了減少內(nèi)軸向滾棒軸承內(nèi)圈的傳熱，軸的配合環(huán)帶上制有左螺旋槽和回油用的環(huán)形槽。滾棒軸承內(nèi)圈壓裝在襯套上直至頂靠，并用螺帽固定，螺帽用鎖緊墊圈鎖緊。襯套的右端制有三道滑油封嚴(yán)漲圈槽。在封嚴(yán)圈上制有10道篦齒，它與I級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子上的相應(yīng)圓環(huán)面組成封嚴(yán)結(jié)構(gòu)。堵蓋壓入軸內(nèi)腔，并用3個(gè)銷子固定。/r/n渦輪盤用耐熱變形合金鍛制而成。盤壓裝在內(nèi)軸上，用20個(gè)徑向銷釘與軸連接。在輪盤輪轂兩端的凸耳上制有裝平衡螺釘?shù)穆菁y孔。工作葉片的榫頭帶間隙地裝入輪盤輪緣64個(gè)樅樹形榫槽中，葉片的軸向定位靠兩片組合鎖片保證。/r/n渦輪工作葉片用耐熱合金制成。工作葉片根部是五齒樅樹形榫頭，葉身型面沿葉片高度是變化的。葉片的根部有三道篦齒凸緣，它與II級(jí)導(dǎo)向器葉片內(nèi)緣板凸緣一起形成氣體封嚴(yán)裝置。在葉片葉身上距葉根大約2/3處制有裝減振護(hù)圈用的孔，型面在孔邊周圍均勻加厚。見圖1-16。/r/n圖1-16第二級(jí)渦輪葉片的減振護(hù)圈/r/n減振護(hù)圈是由32個(gè)護(hù)段和32個(gè)護(hù)套組成的一個(gè)圓環(huán)。它們都是用耐熱變形合金制成以減小工作葉片的振動(dòng)。/r/nII級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子用串裝葉片和裝平衡螺釘?shù)姆椒ㄟM(jìn)行動(dòng)平衡。工作葉片頂端與II級(jí)導(dǎo)向器殼體之間的徑向間隙為3.0～3/r/n.55毫米/r/n。/r/nI級(jí)和II級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子的徑向力通過滾棒軸承、內(nèi)支承、輻條和I級(jí)導(dǎo)向器外環(huán)傳給壓氣機(jī)后機(jī)匣。I級(jí)和II級(jí)轉(zhuǎn)子的軸向力通過徑向止推滾珠軸承傳給壓氣機(jī)機(jī)匣。/r/n渦輪冷卻系統(tǒng)/r/n渦噴7乙發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)（圖/r/n1-17/r/n）中冷卻渦輪的空氣主要分三路。/r/n第一路/r/n從火焰筒與燃燒室外殼之間引來的燃燒室第二股氣流（/r/nG）/r/n，對(duì)渦輪第一、二級(jí)導(dǎo)向器及第一級(jí)渦輪機(jī)匣進(jìn)行冷卻，冷卻后的氣流與主燃?xì)饬鲄R合。冷卻/r/n第/r/n一級(jí)導(dǎo)向葉片的氣流由/r/n第/r/n一級(jí)導(dǎo)向器殼體上的孔N流/r/n入/r/n導(dǎo)向葉片內(nèi)的導(dǎo)流管D；D管內(nèi)的另一部分氣流來自導(dǎo)向器內(nèi)環(huán)上的孔/r/nI/r/n（火焰筒與燃燒室內(nèi)殼間的二股空氣），由管下部流入，然后/r/n由/r/n管前部若干小孔噴出，對(duì)葉片前緣內(nèi)表面進(jìn)行沖擊冷卻后，經(jīng)過承力輻條及導(dǎo)流片和葉片內(nèi)壁形成的通道，除對(duì)葉片內(nèi)壁進(jìn)行冷卻外，還對(duì)承力輻條進(jìn)行冷卻。冷卻氣最后由葉片尾緣的若干小孔流人主燃?xì)饬?r/n。/r/n第二路/r/n從火焰筒與燃燒室內(nèi)殼之間流來的燃燒室第二股氣流H，通過第一級(jí)導(dǎo)向器內(nèi)支承上的孔流入導(dǎo)氣盆內(nèi)腔，然后一部分向外流動(dòng)通過外緣小孔Q噴向一級(jí)輪緣，流向第一級(jí)工作葉片中間葉根的空腔，然后流入葉片的冷卻孔對(duì)葉片進(jìn)行冷卻，同時(shí)這股空氣還對(duì)輪緣進(jìn)行冷卻；另一部分由孔K流出，流向一級(jí)盤前面。這股氣流與用兩根管子引來的壓氣機(jī)第六級(jí)后的空氣L混合，混合后的空氣O又分兩路。一路沿徑向向外流，冷卻第一級(jí)輪盤前側(cè)后由中間葉根兩側(cè)開的孔進(jìn)入第一級(jí)工作葉片進(jìn)行冷卻，冷卻葉片后的空氣由葉冠處甩出和主氣流混合；另一路穿過第一級(jí)盤上的孔M后冷卻/r/n：a）/r/n冷卻第一級(jí)盤背面后，由第一級(jí)盤上的南齒和第二級(jí)導(dǎo)向器所形成的封嚴(yán)間隙中漏出一部分，可以阻隔熱燃?xì)膺M(jìn)入輪盤間的空腔/r/n；b）/r/n冷卻第二級(jí)盤前面后，流過第二級(jí)工作葉片/r/n榫/r/n頭與輪盤/r/n榫/r/n槽間的間隙，對(duì)/r/n榫/r/n頭進(jìn)行吹風(fēng)冷卻，然后流入主燃?xì)饬鳌Ｆ渲幸恍〔糠滞ㄟ^二級(jí)盤上/r/n篦/r/n齒和二級(jí)導(dǎo)向器間的封嚴(yán)間隙漏入主燃?xì)饬?r/n；c）/r/n向內(nèi)流過裝在低壓渦輪軸上的五道封嚴(yán)/r/n篦/r/n齒。由/r/n篦/r/n齒及軸上的孔并經(jīng)過二級(jí)盤的中心孔流至二級(jí)盤后，冷卻二級(jí)盤的背面，最后流入主燃?xì)饬鳌?r/n第三路/r/n從壓氣機(jī)第三級(jí)后引來的空氣P，經(jīng)過低壓軸上的孔和/r/n篦/r/n齒封嚴(yán)圈前外面的孔，沿著高壓輪盤中心孔與高壓渦輪軸之間的槽流到空腔Y，然后用4根管子通向前面的空氣收集器，再用一根帶限壓孔的導(dǎo)管通大氣。這股氣流使中介軸承處于它的包圍中，減少了高壓渦輪盤向中介軸承的傳熱量，改善了中介軸承的工作條件?？諝馐占鞑恢苯油ù髿?，而要保持107/r/n./r/n9～142/r/n./r/n2kPa壓力，是為了保證高、低壓軸承的漲圈封嚴(yán)環(huán)處內(nèi)、外有一定壓差，保證漲圈的封嚴(yán)作用。/r/n圖1-17渦輪冷卻系統(tǒng)/r/n5）加力燃燒室/r/nWP7發(fā)動(dòng)機(jī)的加力燃燒室（圖1-18）主要由加力擴(kuò)壓器、火焰穩(wěn)定器、輸油管、加力噴嘴、預(yù)燃室和帶可調(diào)噴口的加力筒體組成。/r/n(1)/r/n(2)/r/n圖1-18WP7加力燃燒室（1）擴(kuò)壓器（2）可調(diào)噴口/r/n6）附件傳動(dòng)系統(tǒng)/r/n為保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，發(fā)動(dòng)機(jī)上除前述的主要部件外，還要有各種附屬系統(tǒng)，其中有許多附件（包括某些飛機(jī)附件，如發(fā)電機(jī)，液壓泵等〕有一定傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的要求。這些需要傳動(dòng)的附件，分別通過附件傳動(dòng)裝置，由高壓、低壓轉(zhuǎn)子來驅(qū)動(dòng)這些附件（圖1-19）。/r/n在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，通過附件傳動(dòng)裝置將起動(dòng)－發(fā)電機(jī)的動(dòng)力傳給發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和附件，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。而在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過附件傳動(dòng)裝置，使安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的附件從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子獲得動(dòng)力，在需要的轉(zhuǎn)速下工作。/r/n圖1-19附件傳動(dòng)系統(tǒng)/r/n7/r/n）滑油系統(tǒng)/r/n在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，軸承和齒輪等轉(zhuǎn)動(dòng)零件間的互相摩擦，會(huì)產(chǎn)生磨損和過熱燒傷?；拖到y(tǒng)的作用就是將足夠數(shù)量的滑油噴到這些零件的摩擦表面進(jìn)行潤滑，以減少其磨損，并帶走摩擦所產(chǎn)生的熱量和臟物?；拖到y(tǒng)由：滑油增壓泵、滑油濾、主回油泵、前支點(diǎn)回油泵、油氣分離器、離心通風(fēng)器、燃油－滑油附件（包括滑油箱、燃油滑油散熱器和煤油濾）組成（圖1-20）。/r/n發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，滑油系統(tǒng)中滑油的工作路線是：滑油箱內(nèi)的滑油，由滑油增壓泵增壓，經(jīng)滑油濾過濾，而后分別輸送到附件機(jī)匣、主回油泵、發(fā)動(dòng)機(jī)各支點(diǎn)軸承進(jìn)行潤滑。潤滑前支點(diǎn)后的滑油，由前支點(diǎn)回油泵抽回至附件機(jī)匣；潤滑附件機(jī)匣傳動(dòng)零件和發(fā)動(dòng)機(jī)中、后支點(diǎn)的滑油，由主口油泵抽回，并經(jīng)油氣分離器除去油中氣體，最后通過燃油滑油散熱器，流回滑油箱。/r/n為了更換滑油，滑油箱、附件機(jī)匣各設(shè)有放油開關(guān)。為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)在高空工作時(shí)滑油壓力過低和滑油消耗量大，滑油系統(tǒng)設(shè)有離心通風(fēng)器。各潤滑內(nèi)腔均與附件機(jī)匣聯(lián)通，并經(jīng)離心通風(fēng)器通向機(jī)外大氣。/r/n1．低壓壓氣機(jī)前軸承；2．低壓壓氣機(jī)后軸承；3．高壓壓氣機(jī)后軸承；4．高壓渦輪輪前軸承；5．低壓渦輪前軸承；6．離心通風(fēng)器；7．油氣分離器；8．增壓系；9、10、11．回油泵；12．前支點(diǎn)輔助回油泵；13．調(diào)壓活門；14．高壓油濾；15．油濾安全活門；16．單向活門；17．附件傳動(dòng)機(jī)匣；18．散熱器；19．油箱；20．安全活門/r/n圖1-20滑油系統(tǒng)/r/n第二章斯貝渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)/r/n2.1/r/n研制概況/r/n斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)是英國羅耳斯/r/n-/r/n羅伊斯公司五十年代末期設(shè)計(jì)的機(jī)種。民用斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)于195/r/n7/r/n年7月/r/n在該公司康維渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上開始設(shè)計(jì)的?？稻S是1960年4月投/r/n入/r/n使用的，它是世界上第一臺(tái)正式投/r/n入/r/n使用的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。/r/n斯貝/r/n1960年12月首次臺(tái)架試車，1961年10月試飛，1962年7月進(jìn)行了150小時(shí)持久試車，1964年4月/r/n裝于三叉能客機(jī)上/r/n正式投人航線使用/r/n。/r/n該發(fā)動(dòng)機(jī)吸取了以前英國航空發(fā)動(dòng)機(jī)的成功設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣冷式葉片和渦輪彈性支承等方面設(shè)計(jì)較為突出。/r/n該公司發(fā)展了十幾種型號(hào)的斯貝，其中包括帶加力燃燒室的軍用型以及工業(yè)及船舶用的動(dòng)力裝置改型。我國引進(jìn)三種型號(hào)：M/r/nK/r/n5/r/n11-/r/n5/r/nW型，裝于三叉/r/n戟1E/r/n客機(jī)上；MK512/r/n-/r/n5/r/nW型，裝于三叉/r/n戟/r/n2/r/nE、3B客機(jī)上；MK202/r/n帶/r/n加力燃燒室的軍用型/r/n，/r/n裝用于中國的殲轟機(jī)上/r/n。/r/n英國M/r/nK202/r/n發(fā)動(dòng)機(jī)裝用于英國/r/n“/r/n鬼怪/r/n”/r/n（Phantom2）F/r/n-/r/n4K和F/r/n-/r/n4M/r/n上/r/n發(fā)動(dòng)機(jī)由帶有進(jìn)氣導(dǎo)向葉片的進(jìn)氣機(jī)匣、5級(jí)低壓壓氣機(jī)（風(fēng)扇）、帶有分流環(huán)的中介機(jī)匣、外函、12級(jí)高壓壓氣機(jī)、裝有10個(gè)火焰筒的環(huán)管燃燒室、二級(jí)高壓渦輪、二級(jí)低壓渦輪、排氣混合器與噴管等組成。發(fā)動(dòng)/r/n機(jī)/r/n中總共有七個(gè)支點(diǎn)/r/n，/r/n高壓壓氣機(jī)與高壓渦輪轉(zhuǎn)子組成的高壓轉(zhuǎn)子有三個(gè)支點(diǎn)，低壓壓氣機(jī)與低壓渦輪組成的低壓轉(zhuǎn)子有四個(gè)支點(diǎn)。/r/n圖2-1為斯貝MK202的外形圖。/r/n圖2-1斯貝MK202的外形圖/r/n2.2/r/n結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)/r/n1）/r/n總體結(jié)構(gòu)/r/n轉(zhuǎn)子支承方案/r/n斯貝MK202的轉(zhuǎn)子支承方案如圖2-2所示，/r/n發(fā)動(dòng)機(jī)支承在7個(gè)軸承上。低壓轉(zhuǎn)子采取l/r/n-/r/n2/r/n-/r/nl支承形式，高壓轉(zhuǎn)子采取l/r/n-/r/n2/r/n-/r/n0支承形式。在7個(gè)軸承中，第4、5號(hào)軸承為止推滾珠軸承，其余5個(gè)軸承為滾棒軸承。第6、7號(hào)軸承采用彈性支承。/r/n圖2-2斯貝MK202的轉(zhuǎn)子支承方案/r/n傳力方案/r/n發(fā)動(dòng)機(jī)采用內(nèi)、外混合傳力/r/n方案（圖2-3）/r/n。發(fā)動(dòng)機(jī)借助2個(gè)主安裝節(jié)和1個(gè)輔助安裝節(jié)固定在飛機(jī)上，主安裝節(jié)位于發(fā)動(dòng)機(jī)中介機(jī)匣水平兩側(cè)，輔助安裝節(jié)位于排氣混合器機(jī)匣過渡段后安裝環(huán)外。/r/n圖2-3/r/n傳力/r/n方案/r/n聯(lián)軸器/r/n發(fā)動(dòng)機(jī)的聯(lián)軸器分低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器和高壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器兩部分。/r/n低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器/r/n由于低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和低壓渦輪轉(zhuǎn)子之間的距離較長，故中間用一根中介軸將它們連接。中介軸前端的外螺旋花鍵與低壓壓氣機(jī)后軸上的內(nèi)螺旋花鍵相嚙合，后端的外螺旋花鍵與低壓渦輪軸的內(nèi)螺旋花鍵相嚙合。兩端均有一個(gè)結(jié)構(gòu)形式相同的球形聯(lián)軸器。球形聯(lián)軸器（圖/r/n2-3-1/r/n和圖2-3-2）包括：聯(lián)軸器球頭、球形座和鎖緊套筒。聯(lián)軸器球頭用矩形螺紋與中介軸連接。兩個(gè)球形座分別壓裝在低壓壓氣機(jī)和低壓渦輪軸內(nèi)。鎖緊套筒的外花鍵分別與球頭和球形座的內(nèi)花鍵嚙合。/r/n高壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器/r/n高壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器（圖/r/n2-3-2/r/n）用梯形螺紋與高壓壓氣機(jī)后軸相聯(lián)。聯(lián)軸器的內(nèi)球面與高壓渦輪軸上的螺旋套齒端的外球面相貼合以傳遞軸向力，并起/r/n“/r/n偏心自位/r/n”/r/n作用。調(diào)整墊圈用來調(diào)整聯(lián)軸器的球面間隙。渦輪的軸向位置是通過改變聯(lián)軸器在高壓壓氣機(jī)軸后端的打進(jìn)深度來調(diào)整的。/r/n圖/r/n2-3-1/r/n聯(lián)軸器及低壓壓氣機(jī)后軸承/r/n2）/r/n壓氣機(jī)/r/n圖2-4為MK202的壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)總圖。/r/n低壓壓氣機(jī)（風(fēng)扇）/r/n低壓壓氣機(jī)（/r/n風(fēng)扇/r/n）/r/n總圖見圖2-5。/r/n圖/r/n2-3-2/r/n聯(lián)軸器及高、低壓止推軸承/r/n圖2-4壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)總圖/r/n圖2-5低壓壓氣機(jī)總圖/r/n進(jìn)氣/r/n道/r/n位于發(fā)動(dòng)機(jī)前端，進(jìn)氣機(jī)匣為裝有19個(gè)進(jìn)口導(dǎo)流葉片的整體不銹鋼焊接件。進(jìn)氣機(jī)匣、導(dǎo)流葉片的前后緣內(nèi)腔以及頭部整流罩通高壓壓氣機(jī)第12級(jí)熱空氣防冰。頭部整流罩內(nèi)裝有前軸承滑油泵/r/n（圖2-6）/r/n。/r/n圖2-6/r/n進(jìn)氣裝置及前軸承結(jié)構(gòu)/r/n低壓壓氣機(jī)（/r/n風(fēng)扇/r/n）：/r/n5級(jí)軸流式，風(fēng)扇增壓比為2/r/n.77/r/n。轉(zhuǎn)子100％轉(zhuǎn)速為/r/n9115rpm/r/n。鋁合金鍛造機(jī)匣水平對(duì)開，第l/r/n-/r/n5級(jí)靜子葉片均為精鍛鋁合金。風(fēng)扇轉(zhuǎn)子為鼓盤式結(jié)構(gòu)，第1和第5級(jí)轉(zhuǎn)子葉片為鈦合金，葉身帶阻尼凸臺(tái)，葉根以燕尾形/r/n榫/r/n頭與盤聯(lián)接。第2/r/n-/r/n4級(jí)轉(zhuǎn)子葉片為鍛造鋁合金，葉根用銷釘與盤聯(lián)接。前軸與第1級(jí)盤用12％鉻鋼制成一體，第2/r/n-/r/n5級(jí)盤用鈦合金制成，為發(fā)夾形結(jié)構(gòu)，后軸用3％鉻鉬鋼制成。/r/n圖2-7為低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖。/r/n圖2-7低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖/r/n3）/r/n高壓壓氣機(jī)/r/n12級(jí)軸流式，增壓比為7.24。轉(zhuǎn)子100％轉(zhuǎn)速為12640rpm。不銹鋼S/r/n//r/nSJ/r/n2/r/n鍛制機(jī)匣沿垂直面對(duì)開，第l/r/n～12/r/n級(jí)靜子葉片均用不銹鋼制成（進(jìn)口導(dǎo)流葉片和第/r/n1-/r/n11級(jí)為S/r/n//r/nSNV，第12級(jí)為S/r/n//r/nSJ/r/n2/r/n）。高壓進(jìn)口導(dǎo)流葉片可調(diào)、高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子為鼓盤式結(jié)構(gòu)，第l/r/n-/r/n8級(jí)轉(zhuǎn)子葉片材料為鈦合金（其中第、l/r/n-/r/n5級(jí)為T/r/n//r/nAV，第6/r/n-/r/n8級(jí)為T/r/n//r/nSZ），第9/r/n-/r/n12級(jí)轉(zhuǎn)子葉片材料為抗蠕變鐵素體鋼S/r/n//r/nSAV，第1級(jí)葉片帶阻尼凸臺(tái)，采用銷釘與盤聯(lián)接，第2/r/n-/r/n12級(jí)葉片均采用燕尾形樣頭與盤聯(lián)接。高壓壓氣機(jī)前軸用S/r/n//r/nHBH鋼制成，后軸用鉻鉬釩鋼S/r/n//r/nCMV制成。第l/r/n-/r/n6級(jí)盤用抗蠕變鐵素體不銹鋼S/r/n//r/nSTV制造，第7/r/n-/r/n11級(jí)盤用S/r/n//r/nSAV制造，第12級(jí)盤用鎳鉻鐵耐熱合金N901制造，第2/r/n-/r/n12級(jí)盤均為發(fā)夾形結(jié)構(gòu)。高壓壓氣機(jī)設(shè)置放氣機(jī)構(gòu)，用以防喘。/r/n圖2-8為高壓壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。/r/n4）/r/n燃燒室/r/n環(huán)管式。10個(gè)氣膜冷卻火焰筒，主體材料為C263鎳鉻鉆高溫合金，雙路雙室離心式噴嘴安裝在燃燒室前部，并裝有2個(gè)高能點(diǎn)火電嘴。燃燒室機(jī)匣材料為不銹鋼S/r/n//r/nSJZ，整體式結(jié)構(gòu)。/r/n圖2-9、-10為燃燒室結(jié)構(gòu)簡圖。/r/n圖2-11為渦輪部件結(jié)構(gòu)總圖。/r/n圖2-8高壓壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖/r/n圖2-9燃燒室/r/n圖2-10燃燒室結(jié)構(gòu)簡圖/r/n圖2-11渦輪部件結(jié)構(gòu)總圖/r/n5）/r/n高壓渦輪/r/n圖2-12為高壓渦輪結(jié)構(gòu)簡圖。/r/n2級(jí)軸流式。第1、2級(jí)導(dǎo)向器葉片和第1級(jí)轉(zhuǎn)子葉片均為空心氣冷式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子葉片均帶葉冠，用樅樹形/r/n榫/r/n頭與盤聯(lián)接。第1級(jí)導(dǎo)葉材料為/r/n鎳/r/n基高溫合金HS31，第2級(jí)導(dǎo)葉為鎳基高溫合金C1023，第1、第2級(jí)轉(zhuǎn)子葉片材料為鎳基高溫合金MarM002，所有葉片均為無余量精鑄而成。l、2級(jí)渦輪盤均由N/r/n90/r/n1高溫合金制成，高壓渦輪軸用S/r/n/C/r/nMV鋼制成。高壓渦輪軸承采用彈性支承結(jié)構(gòu)。/r/n圖2-12高壓渦輪轉(zhuǎn)子/r/n6）/r/n低壓渦輪/r/n圖2-13。/r/n2級(jí)軸流式。第1級(jí)導(dǎo)葉材料為鎳基高溫合金C1023、第/r/n2/r/n級(jí)導(dǎo)葉為/r/nC130/r/n鎳基合金，均用無余量精鑄而成。第/r/n1/r/n級(jí)轉(zhuǎn)子葉片材料為鎳基合金N105，第2級(jí)轉(zhuǎn)子葉片為鎳基合金N/r/n8/r/n0/r/nA/r/n。1、2級(jí)低壓渦輪盤和低壓渦輪軸均由N/r/n7）/r/n加力燃燒室/r/n圖2-14。/r/n在加力燃燒室前設(shè)有排氣混合器，以均勻摻混內(nèi)外涵氣流。加力擴(kuò)散段內(nèi)裝有5塊整流支板、3圈蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器和3/r/n圈/r/n燃油總管，并裝有催化點(diǎn)火器。加力筒體內(nèi)設(shè)置防振蕩燃燒的隔熱屏。加力筒體和隔熱屏材料均為C263。/r/n圖2-13低壓渦輪轉(zhuǎn)子/r/n圖2-14/r/n加力燃燒室/r/n和尾噴口/r/n8）/r/n尾噴管/r/n超音速尾噴管。由可調(diào)式主噴口、引射噴管和作動(dòng)環(huán)組成。噴口無級(jí)調(diào)節(jié)。/r/n控制系統(tǒng)/r/n：/r/n以機(jī)械液壓式為主，輔以部分電調(diào)?？煽刂聘邏汉偷蛪恨D(zhuǎn)速、高壓壓氣機(jī)出/r/n口/r/n壓力和溫度以及渦輪后的排氣溫度。使用加力時(shí)，壓比調(diào)節(jié)器和噴口滑油（液壓）系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)噴口面積。/r/n9）其他/r/n燃油系統(tǒng)/r/n使用RP/r/n-/r/nl/r/n（GB/r/n438/r/n-77/r/n、RP/r/n－/r/n2（GB1788/r/n-79）/r/n或RP/r/n-/r/n3（GB6537/r/n-86）/r/n燃油。主燃油系統(tǒng)中，采用RLB/r/n-/r/n4低壓燃油泵，出口燃油壓力為/r/n550/r/nkPa，高壓燃油泵為RZB/r/n-/r/nl，出口燃油壓力為4140～8280kPa，使用的燃油流量調(diào)節(jié)器為RT/r/n-/r/n18。加力燃油系統(tǒng)中，使用RQB/r/n-/r/nl加力燃油流量調(diào)節(jié)器和RT/r/n-/r/n19加力點(diǎn)火燃油控制器。/r/n滑油系統(tǒng)/r/n使用Castrol/r/n/r/n98（DERD2487/r/n）/r/n或4/r/n050/r/n（GJB1263/r/n-91/r/n）高溫合成航空潤滑油。發(fā)動(dòng)機(jī)主滑油泵為6級(jí)/r/n（1/r/n級(jí)增壓，5級(jí)/r/n回/r/n油）齒輪式；低壓壓氣機(jī)前軸承設(shè)有單獨(dú)的供、回油泵；傳動(dòng)飛機(jī)附件的輔助齒輪箱內(nèi)也設(shè)置一個(gè)回油泵；發(fā)動(dòng)機(jī)滑油箱容量為/r/n5/r/n./r/n7L/r/n?；拖到y(tǒng)中設(shè)置2個(gè)空氣冷卻的滑油散熱器HSR/r/n-/r/nl和1個(gè)燃油冷卻的滑油散熱器/r/n起動(dòng)系統(tǒng)/r/n使用DQ/r/n-/r/n23燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)，起動(dòng)機(jī)輸出軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比為1/r/n.04/r/n54。/r/n點(diǎn)火系統(tǒng)/r/n使用DHQ/r/n-/r/n13高能點(diǎn)火裝置，2個(gè)高能點(diǎn)火電嘴BDZ/r/n－/r/n8/r/nA/r/n裝在4號(hào)和8號(hào)火焰筒內(nèi)，點(diǎn)火能量為2/r/n.5/r/nJ/r/n空氣系統(tǒng)/r/n一部分從高、低壓壓氣機(jī)及外涵引出的空氣，用于冷卻熱端零部件，保護(hù)軸承腔室，防止滑油消耗量過大和平衡軸向力。另一部分引氣供發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)用。/r/n

/r/n第三章/r/nF404系列渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)/r/n3.1F/r/n404系列發(fā)動(dòng)機(jī)/r/n研制與結(jié)構(gòu)/r/n1）發(fā)展綜述/r/nF404系通用電氣公司為美國海軍的艦載飛機(jī)F/A-18研制的，它的第一個(gè)使用型號(hào)F404-GE-400（/r/n圖/r/n3-1/r/n）于1978年11月裝在F/A-18上進(jìn)行首飛，1982年9月正式服役，目前已有2000余架F/A-l8飛機(jī)在海軍中使用。發(fā)動(dòng)機(jī)推力7120daN，推重比為8，總壓比為25，內(nèi)外涵道流量比為0.34，渦輪前燃?xì)鉁囟葹?589K，它是第一臺(tái)貫徹結(jié)構(gòu)完整性大綱設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)，也是第一臺(tái)從設(shè)計(jì)開始就貫徹可靠性設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)。/r/n圖/r/n3/r/n-/r/n1/r/n美國海軍為進(jìn)一步改善F404的性能，提出了EPE（Enhanced/r/nP/r/nerformanceEngine）計(jì)劃。為此，通用電氣公司在/r/nF40/r/n4-GE/r/n-400的基礎(chǔ)上發(fā)展了F404-GE-402EPE發(fā)動(dòng)機(jī)，起飛推力增至7900daN。改型的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：滿足減少爬升時(shí)間的要求，保持2000小時(shí)美國海軍任務(wù)熱端部件壽命，維持與/r/nF404-GE/r/n-400型有較大的通用性（零、組件/r/n公用/r/n）。/r/n據(jù)/r/n相關(guān)報(bào)/r/n道/r/n稱，F(xiàn)/A-18飛機(jī)換裝/r/nF404-GE/r/n-402發(fā)動(dòng)機(jī)后，在飛行速度M=1與高度H=/r/n15100米/r/n時(shí)，飛機(jī)爬升到截?fù)魰r(shí)的時(shí)間縮短31％，在飛行速度M=l.6和高度H=/r/n10668米/r/n時(shí)，使最大加速性改進(jìn)27％，在飛行速度M=0.9與高度H=/r/n3048米/r/n時(shí)，在典型作戰(zhàn)機(jī)動(dòng)情況下，其單位剩余功率將增加18％。/r/n為滿足美國海軍新型先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)/r/nA/r/n1/r/n2/r/n的需要，發(fā)展了F412-GE-400，1989年開始試驗(yàn)，其起飛推力約為8050daN。由于飛機(jī)發(fā)展中，飛機(jī)機(jī)體重量超重/r/n3632公斤/r/n，成為無法克服的困難。因此，美國國防部長切尼于/r/n1991年1月7日/r/n宣布，取消這項(xiàng)投資520億美元的/r/n“/r/n隱身/r/n”/r/n攻擊機(jī)的發(fā)展計(jì)劃。/r/n由于A/r/n1/r/n2的下馬，F(xiàn)412發(fā)動(dòng)機(jī)只能加以改進(jìn)，用于它用。/r/n2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)/r/n總體支承/r/nF404/r/n總體支承方案/r/n（/r/n見圖3-2/r/n）/r/n沿襲了GE公司的一貫傳統(tǒng)/r/n在高壓轉(zhuǎn)子上/r/n采用/r/n1－0－1支承方案，低壓轉(zhuǎn)子采用1－1－1支承方案，高壓后支承為中介軸承。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)支承框架為進(jìn)口導(dǎo)流葉片、中介機(jī)匣和渦輪后承力框架/r/n等/r/n3個(gè)部分。/r/n圖/r/n3/r/n-/r/n2/r/n進(jìn)氣口/r/n帶進(jìn)氣錐的環(huán)形進(jìn)氣口，有可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)流葉片。/r/n風(fēng)扇/r/n3級(jí)軸流式。第1級(jí)為32片，第2級(jí)42片，第3級(jí)52片。壓比3/r/n./r/n5，平均級(jí)壓比1/r/n./r/n337。/r/n結(jié)構(gòu)簡圖見/r/n圖3-3/r/n。/r/n寬弦實(shí)心鈦合金風(fēng)扇葉片。第1級(jí)有減振凸臺(tái)。葉片均以燕尾形榫頭與鈦合金盤連接。/r/n圖/r/n3/r/n-/r/n3/r/n高壓壓氣機(jī)/r/n7級(jí)軸流式。直徑為/r/n584/r/nmm/r/n，長度為/r/n3/r/n3/r/n0mm/r/n。整體鈦合金中機(jī)匣。前3級(jí)盤材料為鈦合金。后4級(jí)盤為超IN718，1～3級(jí)靜子為鈦合金，4～7級(jí)轉(zhuǎn)子葉片為IN718。轉(zhuǎn)子葉片用燕尾形榫頭與盤連接。分半式鈦合金內(nèi)機(jī)匣，化/r/n學(xué)/r/n銑/r/n加工的/r/n鈦合金外涵機(jī)匣。/r/n圖3/r/n-/r/n4高壓壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)/r/n燃燒室/r/n短環(huán)形/r/n。/r/n機(jī)/r/n械/r/n加工的HastelloyX合金火焰筒和外套。頭部有18個(gè)鑄造的渦流器，18個(gè)雙錐燃油噴嘴。/r/n結(jié)構(gòu)簡圖見/r/n圖3-5/r/n。/r/n圖/r/n3/r/n-/r/n5/r/n高壓渦輪/r/n1級(jí)軸流式。氣膜加沖擊空氣冷卻的渦輪葉片和導(dǎo)向器葉片。兩種葉片材料均為多晶的Rene80。/r/n低壓渦輪/r/n1級(jí)軸流式。Rene/r/n80/r/n制造的空心氣冷轉(zhuǎn)子葉片。導(dǎo)向器葉片成對(duì)釬焊。內(nèi)、外環(huán)材料為MAR-M509。/r/n圖/r/n3/r/n-/r/n6/r/n加力燃燒室/r/n6根起動(dòng)噴油桿，24根噴油桿。內(nèi)、外涵氣流經(jīng)/r/n“/r/n菊花瓣形/r/n”/r/n混合器混合。隔熱屏和穩(wěn)定器材料為HastelloyX/r/n合金/r/n。/r/n尾噴管/r/n/r/n液壓作動(dòng)的收－/r/n擴(kuò)噴管。/r/n控制系統(tǒng)/r/n機(jī)械液壓式燃油控制系統(tǒng)。/r/n點(diǎn)火系統(tǒng)/r/n復(fù)式點(diǎn)火裝置和火花塞。/r/n3.2F/r/n414發(fā)動(dòng)機(jī)研制/r/n與結(jié)構(gòu)/r/n1）研制背景/r/n為滿足美國海軍對(duì)F/A-18（大黃蜂）戰(zhàn)斗機(jī)最新發(fā)展型號(hào)F/A-18E/F的要求，美國通用電氣公司（GE）在F404和F412的基礎(chǔ)上，于1991年初開始發(fā)展推力加大的（比F404大35％）F414-GE-400發(fā)動(dòng)機(jī)。用F404-GE-400作動(dòng)力（每架裝2臺(tái)）的艦載戰(zhàn)斗／攻擊機(jī)F/A-18是美國海軍的主戰(zhàn)飛機(jī)，目前已有1300多架裝備使用。為了加大F/A-18航程并大大改善其工作能力。以便作為21世紀(jì)/r/n海軍/r/n的主力飛機(jī)，經(jīng)過美國海軍、麥道公司及諾斯諾普公司的研究，決定將現(xiàn)用的F/A/r/n-18C/r/n/D改型為F/A-18E/r/n//r/nF，該機(jī)于/r/n1994年6月17日/r/n通過了關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審（CDR），于1995年12月首飛，2001年進(jìn)入服役。它是美國/r/n20/r/n世紀(jì)/r/n最后/r/n幾年中/r/n唯一/r/n投產(chǎn)的新型戰(zhàn)斗機(jī)，美國海軍與海軍陸戰(zhàn)隊(duì)計(jì)劃到2015年共購置1000架。/r/nGE公司在設(shè)計(jì)F414時(shí)充分吸取了F404的400多萬小時(shí)的外場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)，采用了GE/r/n23A/r/n、YF120、F412以及其它軍、民用發(fā)動(dòng)機(jī)的一些經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)，運(yùn)用了/r/n“/r/n并行工程/r/n”/r/n的研制方法，建立了40多個(gè)/r/n“/r/n多功能小組/r/n”/r/n，負(fù)責(zé)較復(fù)雜的部件設(shè)計(jì)研制工作。這些措施不僅使F414的研制工作投資少，耗時(shí)短，而且發(fā)動(dòng)機(jī)性能較F404提高很多：推力增加了35％，達(dá)到98/r/nk/r/nN；推重比由F404-GE-400的7.5，F(xiàn)404-GE-402的8（1988定型）提高到9.0。/r/n2）主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)/r/n為保持與F404相同的長度和后部直徑，并使性能獲得大幅度提高及減少風(fēng)險(xiǎn)，在F414的設(shè)計(jì)中，每個(gè)部件均采用了經(jīng)過驗(yàn)證的先進(jìn)技術(shù)。/r/n風(fēng)扇/r/n為3級(jí)/r/n軸流式/r/n。一級(jí)工作葉片帶中間/r/n減振/r/n凸臺(tái)，二、三級(jí)為焊成一體的/r/n整體/r/n葉盤結(jié)構(gòu)。它是在吸取F404系列發(fā)動(dòng)機(jī)（F404-400、F404-402、F404-RM12、F412）的一些優(yōu)（特）點(diǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，F(xiàn)404系列的風(fēng)扇具有高增壓比、低展弦比、高稠度和高葉尖切線速度（472～518m/s），設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下的喘振裕度為23～30％，采用可調(diào)靜葉來控制非設(shè)計(jì)狀態(tài)的性能，F(xiàn)414的風(fēng)扇繼承了這些特點(diǎn)，但空氣流量比F404大16％，因而進(jìn)口直徑有所加大，增壓比比F404高15％，是GE公司研制的3級(jí)風(fēng)扇中的最高者，且具有較好的抗鳥擊和外物擊傷的能力。3級(jí)靜子葉片與工作葉片均按三/r/n維/r/n流設(shè)計(jì)，這對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的第一級(jí)工作葉片與第/r/n二/r/n級(jí)靜子葉片特別重要。第二、三級(jí)轉(zhuǎn)子采用了/r/n整體/r/n葉盤結(jié)構(gòu)，以減少通過榫頭的漏氣量，從而提高了效率。/r/n1993年完成了F414風(fēng)扇的第一階段試驗(yàn)，共運(yùn)行了282小時(shí)試驗(yàn)結(jié)果表明，風(fēng)扇的流量、效率、喘振裕度和抗進(jìn)氣畸變能力均超過或達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)；但第二，三級(jí)工作葉片的應(yīng)力值過大?，F(xiàn)已修改了設(shè)計(jì)。/r/n圖/r/n3/r/n-/r/n7F/r/n高壓壓氣機(jī)/r/n共7級(jí)/r/n軸流式/r/n。采用了F412的設(shè)計(jì)，但前3級(jí)轉(zhuǎn)子換用了/r/n整體/r/n葉盤結(jié)構(gòu)。與常規(guī)（用燕尾型榫頭將葉片固定到輪盤燕尾型槽中）的設(shè)計(jì)相比，/r/n整體/r/n葉盤結(jié)構(gòu)省去了榫頭部分，因而減輕了轉(zhuǎn)子以及部件的結(jié)構(gòu)重量。F414后2級(jí)風(fēng)扇、前3級(jí)高壓壓氣機(jī)采用/r/n整體/r/n葉盤結(jié)構(gòu)后，兩部件的重量分別減少了/r/n20.43kg/r/n與/r/n3.632kg/r/n；清除了氣流在榫頭中的逸漏，使效率有所提高；避免了由于裝配不當(dāng)或榫頭的磨蝕、裂紋及鎖片的損壞等帶來的故障，與F404相比，風(fēng)扇、高壓壓氣機(jī)的零件數(shù)目減少了484個(gè)，有利于可靠性的提高。因而，在一些新型發(fā)動(dòng)機(jī)中已將采用/r/n整體/r/n葉盤結(jié)構(gòu)作為改善性能的一項(xiàng)重要結(jié)構(gòu)措施，例如EJ200末級(jí)風(fēng)扇，第一級(jí)高壓壓氣機(jī)均采用了葉盤結(jié)構(gòu)。/r/nF414的葉盤是采用ECM（電化學(xué)）來加工的。與用五坐標(biāo)數(shù)控銑床銑削葉片相比，加工時(shí)間可減少約85%（對(duì)長葉片省時(shí)更多）；還可避免葉片中產(chǎn)生殘余加工應(yīng)力。葉盤的粗加工（即在坯料上開出葉槽）、半精加工和精加工均用ECM，加工后不必再進(jìn)行手工拋光，加工出的葉型。厚度公差為/r/n0.10mm/r/n，型面公差為/r/n0.10mm/r/n。/r/nF414風(fēng)扇后2級(jí)和高壓壓氣機(jī)前2級(jí)葉盤材料為Ti17，兩者的2級(jí)盤均焊為一體。用Incol718制成的高壓壓氣機(jī)第３級(jí)盤則與后面的轉(zhuǎn)子焊為一體。/r/n采用/r/n整體/r/n葉盤結(jié)構(gòu)/r/n，/r/n特別是2/r/n級(jí)/r/n葉盤焊為一體時(shí)，要考慮葉片被外物打傷后的維修問題。除了設(shè)計(jì)中要保證葉盤葉片的前緣具有較小振動(dòng)應(yīng)力和較高的抗外物打傷能力外，還應(yīng)發(fā)展可行的葉盤修理方法。/r/n圖/r/n3/r/n-/r/n8整體葉盤結(jié)構(gòu)的修復(fù)/r/n根據(jù)F404外場(chǎng)使用中外物打傷葉片的統(tǒng)計(jì)，對(duì)F414采用葉盤結(jié)構(gòu)后的全壽命期費(fèi)用/r/n（/r/nLCC/r/n）/r/n進(jìn)行了仔細(xì)的分析計(jì)算，結(jié)果表明，采用葉盤后不會(huì)增加F414的LCC。另外，GE公司還發(fā)展了針對(duì)葉盤的葉片修理方法。因而，采用葉盤后為F414帶來的收益大大高于付出的代價(jià)。/r/n發(fā)動(dòng)機(jī)吸入鳥、冰塊或其它外來物時(shí)，會(huì)損傷風(fēng)扇與壓氣機(jī)葉片，其可能的形式有：卷邊、裂紋、掉塊等。針對(duì)這些情況GE公司發(fā)展了如圖/r/n3/r/n-/r/n8/r/n所示的修理方法。例如，對(duì)前緣小卷邊，可以先予以去除，然后進(jìn)行打磨使之圓滑過度：對(duì)于大的卷邊，則首先將其切掉，用電子束焊上一塊補(bǔ)片，再按葉型量規(guī)進(jìn)行修磨，對(duì)于一些小的掉塊，可用氬孤焊補(bǔ)修。所有這些修理過程均可在發(fā)動(dòng)機(jī)上完成，并可保證以最少的費(fèi)用使損磨嚴(yán)重的葉盤重新投入使用。/r/n燃燒室/r/n/r/n環(huán)形燃燒室的火焰筒/r/n采用了多孔冷卻結(jié)構(gòu)，不僅提高了使用壽命，而且降低了重量。在GE公司為波音777發(fā)展的GTD222發(fā)動(dòng)機(jī)中，火焰筒采用了GTD222精簿環(huán)形件，并加工出了為數(shù)眾多的冷卻孔。現(xiàn)在還不清楚F414的多孔火焰筒是否與此相同。/r/n高壓渦輪/r/n高壓渦輪是在F412的基礎(chǔ)上發(fā)展的單級(jí)結(jié)構(gòu)。工作葉片與導(dǎo)向器葉片均采用單晶材料制成，葉身上有一層物理氣相沉積隔熱涂層（PVDTBC）。/r/n低壓渦輪/r/n低壓渦輪也是單級(jí)、氣冷結(jié)構(gòu)。與高壓渦輪一樣，工作葉片和導(dǎo)向器葉片均用單晶材料制成，并有PVDTBC涂層，1992年10月進(jìn)行的低壓渦輪試驗(yàn)表明，所有的性能指標(biāo)均達(dá)到或超過預(yù)期值。/r/n圖/r/n3/r/n-/r/n9/r/nF/r/n加力燃燒室/r/n加力燃燒室采用了YF120的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案?；鹧娣€(wěn)定器由中心環(huán)狀V型穩(wěn)定器與12根徑向穩(wěn)定器組成/r/n（/r/n圖3/r/n-/r/n9/r/n所示）/r/n。/r/n每根徑向穩(wěn)定器均帶有隔熱罩，其內(nèi)通有由風(fēng)扇后引來的空氣進(jìn)行冷卻，以減少其中的溫度梯度，提高耐久性。中心環(huán)形穩(wěn)定器為非冷卻結(jié)構(gòu)，沿四周做成12段，工作時(shí)允許自由膨脹，采用中心環(huán)形穩(wěn)定器可保證小加力比時(shí)獲得穩(wěn)定的燃燒。噴油桿系冷卻型的，帶有噴油裝置的點(diǎn)火器裝在一根徑向穩(wěn)定器中，以免被弄臟；環(huán)境溫度較低，以便獲得較長的使用壽命。整套火焰穩(wěn)定器可在發(fā)動(dòng)機(jī)裝在飛機(jī)上的條件下進(jìn)行更換。/r/nF414加力燃燒室的原型，曾裝在F404/RM12上進(jìn)行試驗(yàn)，到1993年底已進(jìn)行了550h的試車，其中加力燃燒室工作了152小時(shí)，9300次點(diǎn)火，高空試驗(yàn)也累積進(jìn)行了100多小時(shí)，該加力燃燒室設(shè)計(jì)壽命為2000小時(shí)，5700次點(diǎn)火。/r/nGE公司的經(jīng)驗(yàn)表明，采用徑向火焰穩(wěn)定器時(shí)常會(huì)引起加力/r/n燃燒/r/n室振蕩燃燒，F(xiàn)414由于采用了YF120的結(jié)構(gòu)，在海平面及高空條件下進(jìn)行的試驗(yàn)中還未發(fā)主過這種情況。/r/n可調(diào)噴口/r/nF414的尾噴口是可調(diào)的收斂（主）/r/n—/r/n擴(kuò)張（副）型噴口。在GE公司所有的軍用發(fā)動(dòng)機(jī)中，F(xiàn)414的加力燃燒室效率最高。這是因?yàn)橛糜谡{(diào)節(jié)噴口魚鱗片的冷卻空氣較少。然而這使噴口的壽命帶來影響，因此，調(diào)整/r/n試驗(yàn)時(shí)間較長。經(jīng)過計(jì)算與分析，在上述工作條件下，F(xiàn)404的主噴口可滿足F414的壽命要求，副噴口則需加以改進(jìn)。為此，將其調(diào)節(jié)片、封嚴(yán)片設(shè)計(jì)成可拆卸的雙層結(jié)構(gòu)，即在主承力結(jié)構(gòu)底板上加裝用耐熱性能更好的金屬材料制成的蓋板。但加力燃燒室原型模擬F414任務(wù)的試車表明，其壽命仍不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此，采用F404和F414加力燃燒室原型的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，建立了熱應(yīng)力模型為修改設(shè)計(jì)的條件，多次反復(fù)設(shè)計(jì)說明，將封嚴(yán)片底板做成倒弧形可以提高壽命；如用陶瓷材料/r/n制作/r/n封嚴(yán)片，在副噴口的受熱條件下，不會(huì)出現(xiàn)變形。為了驗(yàn)證這一判斷，將11片改進(jìn)了的封嚴(yán)片（倒弧形的）及１片陶瓷材料平面封嚴(yán)片（每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)共有12片封嚴(yán)片）裝在加力燃燒室原型機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)。倒弧形封嚴(yán)片成功地滿足了最小壽命的要求，而陶瓷材料封嚴(yán)經(jīng)過試車后仍完整如新?？紤]到采用陶瓷材料還有減輕重量的優(yōu)點(diǎn)，故對(duì)裝了整套陶瓷基復(fù)合材料（CMC）封嚴(yán)片和調(diào)整片的加力燃燒室進(jìn)行了加長的耐久性試驗(yàn)（比一般耐久性試驗(yàn)所要求的時(shí)間多4倍），同時(shí)還加長了暴露于鹽份/濕度環(huán)境下的時(shí)間，已確認(rèn)該材料適應(yīng)這種環(huán)境條件的能力，結(jié)果令人滿意?；谶@些試驗(yàn)結(jié)論，F(xiàn)414副噴口的封嚴(yán)、調(diào)節(jié)片均采用CMC/r/n制作/r/n（這是GE公司在生產(chǎn)型發(fā)動(dòng)機(jī)上的首次使用），其應(yīng)用情況將為在F404、F110的改型中采用CMC噴口提供依據(jù)。/r/n3/r/n.3/r/n廣泛的可靠性試驗(yàn)/r/n為了盡量減少F414投產(chǎn)后的更改設(shè)計(jì)，也為了減少費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)，GE公司與美國海軍為F414安排了一個(gè)廣泛的試驗(yàn)計(jì)劃，包括全尺寸的部件試驗(yàn)與整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。具體內(nèi)容有；全尺寸部件試驗(yàn)，首臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)試車（FETT），首飛前定型試車（PFQ），飛行試驗(yàn)，小批量投產(chǎn)定型試車（LPQ）及大批量投產(chǎn)定型試車（FPQ）。/r/nFETT前的全尺寸部件（包括風(fēng)扇、高壓壓氣機(jī)、燃燒室、低壓渦輪、加力燃燒室及可調(diào)尾噴口等）試驗(yàn)是減少風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵措施。由于高壓渦輪是在F412相應(yīng)部件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其性能已在F412試車中得到了驗(yàn)證，因此，F(xiàn)414未進(jìn)行該部件的試驗(yàn)。/r/n在風(fēng)扇及高壓壓氣機(jī)部件試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)中，需驗(yàn)證流量、效率、喘振裕度及氣動(dòng)性能。燃燒室部件試驗(yàn)要驗(yàn)證效率、壓力損失及出口溫度場(chǎng)。用空氣進(jìn)行的低壓渦輪部件試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證效率及出口導(dǎo)向葉片的壓力損失。全尺寸加力燃燒室試驗(yàn)驗(yàn)證海平面及高空條件下的效率與壓力損失，同時(shí)還考驗(yàn)其耐久性。/r/n在整機(jī)試驗(yàn)計(jì)劃中，地面試車用14臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)（另有10臺(tái)備份）。飛行試驗(yàn)用21臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)（7架飛機(jī)）。/r/n試飛前試車6523h，總的試車時(shí)間達(dá)到10164h。雖然這個(gè)計(jì)劃與1977年開始的F404-GE－400的試車計(jì)劃有些相似（F404地面試車用14臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，10臺(tái)備用發(fā)動(dòng)機(jī)，試車總/r/n時(shí)間/r/n為9532h），但在實(shí)質(zhì)上卻有較大的差別。首先，F(xiàn)404試車計(jì)劃是按MIL－E-5007D的規(guī)定安排的，即只有飛行前規(guī)定試驗(yàn)（PFRT）與定型試驗(yàn)（QT）兩項(xiàng)，而F414有前述的PFQ、LPQ/r/n和/r/nFPQ三項(xiàng)；F404從FETT到QT完成花了約2.5年時(shí)間，而F414到完成FPQ用5年時(shí)間（即由1993年起到1997年底）。其次，F(xiàn)404的持久試車進(jìn)行了PFRT中的60h與QT中的兩個(gè)150h的持久試車，而F414持久性鑒定試車的苛刻度則大大提高，即在有進(jìn)氣畸變的條件下進(jìn)行300h加速模擬任務(wù)持久試車（ASMET），試車前后還要進(jìn)行45h的高循環(huán)疲勞的上下/r/n“/r/n臺(tái)階/r/n”/r/n試車（即在慢車轉(zhuǎn)速到最大轉(zhuǎn)速之間，均勻地分成若干個(gè)轉(zhuǎn)速段，從小到大再從大到小，在每個(gè)轉(zhuǎn)速段下積累107高循環(huán)的試車）。需要指出的是，ASMET與5007DPFRT中的60h持久試車及QT中的兩個(gè)150h持久試車程序完全不同，前者比后者要復(fù)雜與苛刻得多。第三，官方進(jìn)行的LPQ試車已從300h即QT的兩個(gè)150h增加到1000h，而且在其前后還要進(jìn)行上下/r/n“/r/n臺(tái)階/r/n”/r/n的試車，官方的FPQ試車也是1000h，且試車時(shí)熱端部件中應(yīng)采用經(jīng)過LPQ試車后的硬件。除此之外，還要根據(jù)F404試驗(yàn)計(jì)劃中發(fā)現(xiàn)的問題對(duì)試車內(nèi)容作些修訂。/r/n為了減小計(jì)劃的風(fēng)險(xiǎn)，執(zhí)行初期即進(jìn)行部件的應(yīng)力試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)與高空試驗(yàn)。/r/n官方要求所有試驗(yàn)應(yīng)在GE公司與美國政府的試驗(yàn)場(chǎng)所進(jìn)行。例如，全尺寸高空試驗(yàn)在美國空軍的阿諾德工程發(fā)展中心(AEDC)進(jìn)行；吞水，防冰，低、高溫起動(dòng)試驗(yàn)，生存力試驗(yàn)，噪聲與陀螺試驗(yàn)分別在位于三處的美國海軍空戰(zhàn)中心(NAWC)完成。/r/n根據(jù)F404和F412的經(jīng)驗(yàn)，GE公司認(rèn)為應(yīng)該盡早對(duì)低壓渦輪葉片進(jìn)行應(yīng)力測(cè)定試驗(yàn)。因此，在FETT試車時(shí)便完成了這一工作。結(jié)果表明，其應(yīng)力水平在允許范圍之內(nèi)。另外，還安排第2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開始進(jìn)行ASMET試車，以便盡早地判定其耐久性；用第3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行高空臺(tái)試驗(yàn)，以確定在F/r/n//r/nA－18E/r/n//r/nF整個(gè)飛行包線內(nèi)的F414發(fā)動(dòng)機(jī)性能、適應(yīng)性及過渡態(tài)的響應(yīng)特性。/r/n從FETT第1次起動(dòng)開始，便采用了計(jì)劃在外場(chǎng)飛機(jī)上使用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)所有部件的壽命進(jìn)行追蹤記錄，不僅自動(dòng)錄取了所需數(shù)據(jù)，同時(shí)也考驗(yàn)了這種飛機(jī)用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。/r/n3./r/n4研制概況/r/nF414研制進(jìn)展比較順利，首臺(tái)(001)發(fā)動(dòng)機(jī)比原訂計(jì)劃提前兩周于/r/n1993年5月20日/r/n進(jìn)行了首次試車，第2天便達(dá)到100％轉(zhuǎn)速。1993年共有4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了試車（包括1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在AEDC進(jìn)行了160h高空臺(tái)試驗(yàn)，另1臺(tái)進(jìn)行了165h持久試車），累積試驗(yàn)了1000多小時(shí)；到1994年底有8臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)用于地面試車，累積試車時(shí)間達(dá)4300h；1995年底開始有21臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)用于完成包括7架飛機(jī)在內(nèi)的飛行計(jì)劃。/r/n8臺(tái)用于地面試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)分別為：/r/n001號(hào)第1臺(tái)試車用發(fā)動(dòng)機(jī)，主要進(jìn)行應(yīng)力與機(jī)械性能試驗(yàn)；/r/n002號(hào)主要進(jìn)行耐久性試驗(yàn)；/r/n003號(hào)在AEDC進(jìn)行高空臺(tái)試驗(yàn)；/r/n004號(hào)用以校準(zhǔn)各試驗(yàn)艙的儀表；/r/n006號(hào)進(jìn)行ASMET，1994年1月～4月進(jìn)行；/r/n007號(hào)AEDC進(jìn)行高空臺(tái)試驗(yàn)；/r/n008號(hào)用于高壓渦輪的應(yīng)力試驗(yàn)與傳熱研究，安裝許多測(cè)試感頭與儀表；/r/n009號(hào)用于耐久性試驗(yàn)，1994年7月開始。/r/n在F414的研制中，采用了先進(jìn)的并行工程方法，往還吸取以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，進(jìn)行了大量的部件試驗(yàn)，因而研制計(jì)劃完成得比較順利。這些成功的經(jīng)驗(yàn)的確值得借鑒。/r/n

/r/n第四章/r/n/r/nАЛ/r/n-31/r/nФ/r/n渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)/r/n4.1/r/n研制概況/r/nА/r/nл/r/n-31/r/nФ/r/n為/r/n前蘇聯(lián)/r/n留里卡設(shè)計(jì)局在1976～1985年間研制的加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。在研制中遇到極大的困難是超重。起初，發(fā)動(dòng)機(jī)有4級(jí)風(fēng)扇、12級(jí)高壓壓氣機(jī)、2級(jí)高壓渦輪和/r/n2/r/n級(jí)低壓渦輪共20級(jí)。結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)超重達(dá)/r/n1600kg/r/n，而推力僅11000daN，不得不進(jìn)行大改。改后的方案，風(fēng)扇仍為4級(jí)，但高壓壓氣/r/n機(jī)/r/n減為9級(jí)，高低壓渦輪各為1級(jí)，總級(jí)數(shù)降到15級(jí)，于1976年將重量降到/r/n1520kg/r/n，但故障很多。為排除故障重量又有增加，約增加了10％，后來/r/n對(duì)設(shè)計(jì)人員/r/n采用每減重/r/n1kg/r/n獎(jiǎng)勵(lì)5個(gè)月工資的/r/n激勵(lì)/r/n辦法，/r/n又使發(fā)動(dòng)機(jī)/r/n減輕了/r/n70/r/nkg/r/n，實(shí)現(xiàn)了原定的重量目標(biāo)。第二個(gè)困難是渦輪效率比設(shè)計(jì)值低4％，后來決定接受這個(gè)現(xiàn)實(shí)，但為了達(dá)到性能要求，只好將渦輪進(jìn)口溫度由/r/n1350/r/n℃/r/n提高到/r/n在1976至1985年期間，共解決了685個(gè)難題。/r/nА/r/nЛ/r/n-31/r/nФ/r/n設(shè)計(jì)中共獲得128項(xiàng)專利，使用51臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，總運(yùn)轉(zhuǎn)22/r/n9/r/n00小時(shí)，其中臺(tái)架試車16625小時(shí)，試飛6275小時(shí)。/r/nА/r/nЛ/r/n-31/r/nФ/r/n還有改進(jìn)型，其中包括帶有矢量噴管的改進(jìn)型。圖/r/n4/r/n-/r/n1/r/n為/r/nА/r/nЛ/r/n-31/r/nФ/r/n結(jié)構(gòu)圖。/r/n4.2/r/n結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)/r/n支承方案/r/n低壓轉(zhuǎn)子支承方案為/r/n1-2-1/r/n四支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其聯(lián)軸器為既要傳遞扭矩又要保證渦輪軸與壓氣機(jī)在工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生由于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不同心所產(chǎn)生的附加振動(dòng)，因此，低壓轉(zhuǎn)子采用四個(gè)支點(diǎn)低壓聯(lián)軸器/r/n——/r/n多用途但復(fù)雜。見圖