航空发动机结构分析思考题答案

《航空发动机结构分析》

课后思考题答案

第一章概论

1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型？指出它们的共同点、区别和应用。

答：

2.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的？

答：涡喷二十世纪三十年代（1937年WU；1937年HeS3B）；

涡扇 1960~1962

军用涡扇 1966~1967

3.简述涡轮风扇发动机的基本类型。

答：不带加力，带加力，分排，混排，高涵道比，低涵道比。

4.什么是涵道比？涡扇发动机如何按涵道比分类？

答：（一）B/T，外涵与内涵空气流量比；

（二）高涵道比涡扇（GE90），低涵道比涡扇（Al-37fn）

5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。

答：压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。

6.从发动机结构剖面图上，可以得到哪些结构信息？

答：

a)发动机类型

b)轴数

c)压气机级数

d)燃烧室类型

e)支点位置

f)支点类型

第二章典型发动机

1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标，指出各代涡喷、涡扇、军用涡扇发动机的性能指

标。

答：涡喷表2.1

涡扇表2.3

军用涡扇表2.2

2.al-31f发动机的主要结构特点是什么？在该机上采用了哪些先进技术？

答：AL31-F结构特点：全钛进气机匣，23个导流叶片；钛合金风扇，高压压气机，转子级间电子束焊接；高压压气机三级可调静

子叶片九级环形燕尾榫头的工作叶片；环形燃烧室有28个双路离心式喷嘴，两个点火器，采用半导体电嘴；高压涡轮叶片不带冠，榫头处有减振器，低压涡轮叶片带冠；涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器，可使冷却空气降温125-210*c；加力燃烧室采用射流式点火方式，单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障；收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成；排气方式为内、外涵道混合排气。

3.ALF502发动机是什么类型的发动机？它有哪些有点？

答：ALF502，涡轮风扇。优点：

●单元体设计，易维修

●长寿命、低成本

●B/T高耗油率低

●噪声小，排气中NOx量低于规定

第三章压气机

1.航空燃气涡轮发动机中，两种基本类型压气机的优缺点有哪些？

答：（一）轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大，迎风阻力小，但是单级压比小，结构复杂；

（二）离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高；但是迎风面积大，难于获得更高的总增压比。

2.轴流式压气机转子结构的三种基本类型是什么？指出各种转子结构的优缺点。

答

3.在盘鼓式转子中，恰当半径是什么？在什么情况下是盘加强鼓？

答：（一）某一中间半径处，两者自由变形相等联成一体后相互没有约束，即无力的作用，这个半径称为恰当半径；（二）当轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形；实际变形处于两者自由变形之间，具体的数值视两者受力大小而定，对轮盘来说，变形减少了，周向应力也减小了；至于鼓筒来说，变形增大了，周向应力增大了。

4.对压气机转子结构设计的基本要求是什么？

答：基本要求：在保证尺寸小、重量轻、结构简单、工艺性好的前提下，转子零、组件及其连接处应保证可靠的承受载荷和传力，具有良好的定心和平衡性、足够的刚性。

5.转子级间联结方法有哪些

答：转子间：1>不可拆卸，2>可拆卸，3>部分不可拆部分可拆的混合式。

6.转子结构的传扭方法有几种？答：

a)不可拆卸：例，wp7靠径向销钉和配合摩擦力传递扭矩；

b)可拆卸：例，D30ky端面圆弧齿传扭；

c)混合式：al31f占全了；cfm56精制短螺栓。

7.如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子？

答：P40 图3.6 _c\d

8.工作叶片主要由哪两部分组成

答：叶身、榫头（有些有凸台）

9.风扇叶片叶身凸台的作用是什么？

答：减振凸台，通过摩擦减少振动，避免发生危险的共振或颤振。

10.叶片的榫头有哪几种基本形式？压气机常用哪一种？答：

a)销钉式榫头；

b)枞树型榫头；

c)燕尾式榫头

d)压气机常用销钉式和燕尾式

11.压气机机匣的功用是什么？答：

a)提高压气机效率；

b)承受和传递的负载

c)包容能力

12.列举压气机机匣的三种基本结构形式？答：

a)整体式

b)分半式

c)分段式

13.列举整流叶片与机匣联接的三种基本方法？

答：

a)榫头联接

b)焊接

c)环

14.双转子涡轮风扇发动机的中介机匣与中间机匣的区别及功用是什么

答：中间机匣在外，包括低压压气机机匣中介机匣，高压压气机机匣；包含关系。

15.简述篦齿密封的基本原理。

答：篦齿形成若干个空腔。封气装置两侧总压差p0-p2不变；由于分割，漏气截面两侧的压差减少。同时尽可能小地保留间隙，因为篦齿为刀刃式，齿尖做的很薄，一旦与静子相碰，也不会引起严重后果。减少压差的同时，减少了漏气面积，有效减少漏气量。

16.为什么要进行整流罩和进气机匣防冰？如何防冰？答：

a)当发动机在空气湿度较高和气温近0*C的条件下工作时，发动机进口部分，如进气道唇口，整流罩等易结冰。（一）冰层使发

动机进口截面积减小，改变发动机进口流场，使发动机性能变坏，严重时可能引起喘振；（二）此外由于振动，冰层破裂，冰块被吸入发动机，打伤叶片

b)（一）引压气机热空气；（二）电加温；（三）涂层

17.简述压气机主要的防喘振措施及原理。答

a)放气机构：把空气从压气机中间级放出；

b)进口可转导流叶片和可弯弯度导流叶片叶片改变角度后使压气机进口预旋量改变，进口处第一级叶片进口气流攻角恢复到

接近设计态度，消除叶背上的气体分离，避免喘振发生；

c)多级可调静止叶片。

d)机匣处理：吹气，斜槽，环槽

e)双转子或三转子压气机，在相同增压比及总级数时，当压气机转子分开后每个转子的级数减少，同时各转子可以在各自的最

佳转速工作

18.简述压气机静子可调整流叶片的组成及功用。

答：<一>组成：可调静止叶片，摇臂，联动环，曲轴，作动筒，控制器。<二>后面级防喘振，使后面级转子叶片进口气流攻角也接近到设计状态的数值，消除叶背上的气流分离。

19.离心式压气机主要由哪几部分组成

答：离心式叶轮，叶片式扩压器，压气机机匣。

第四章燃气涡轮

1.航空燃气涡轮发动机中，涡轮有哪两种基本类型？

答：轴流式涡轮，径向式涡轮

2.概括涡轮工作条件有哪三高?

答：燃气温度高，转速高，负荷高

3.从截面翼型的薄厚、曲率、叶冠、或凸台、榫头、材料、冷却的几个方面看，涡轮工作叶片与压气机工作叶片的区别有哪些？