发动机在飞机上的安装
发动机在飞机上的安装位置
飞机上发动机的安装位置与发动机的数目及型式有关。
1．活塞发动机和涡轮螺桨发动机的安装位置活塞发动机和涡轮螺桨发动机在飞机上目前多安装一台、两台或四台，一般多是拉进式（即螺旋在前）的，装在机头或机翼前缘，这样可以使机翼上所受的载荷降低，因为发动机的重力和举力的方向想反，减少了由这些外力所引起的弯矩。
另一种是推进式的，发动机装于机翼后沿或机身后段。
这种安排使机翼位于螺旋桨的滑流之外，阻力会降低，但主起落架较高，重量增大；而且发动机在地面工作时冷却条件也较差，因而目前使用较少。
目前也有一种轻型飞机将发动机安装在垂尾上，以降低机身离地面高度，可在起飞时充分利用地面效应。
2．涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机的安装位置和固定。
这两类发动机在飞机上的安装位置相似，可用涡轮喷气发动机作为代表。
一台涡轮喷气发动机多装在机身后段或机身下部。
这种方式有利于维护修理，只要将机身后段拆卸开就行了；同时还可让出机身短舱或前段的空间，以便容纳人员和武器装备。
装在机身后段的国产太行航空发动机（航空图）这种发动机安排方式主要用于战斗机。
两台涡轮喷气发动机有几种安排方式。
常见的一种是把两台发动机各装在一只短舱内，这种方式的优点是机身空间大，装载的人员和设备多；对机翼能起减少载荷的作用。
但其构造比较复杂，而且还会增大阻力和降低机翼的后掠作用。
第二种双发的安排方式是把发动机装在机翼下的吊舱内。
这种方式的好处是减少短舱和机翼的干扰，对提高最大举力系数有利；防火性能较好；可采用全翼展的襟翼。
另外，由予短舱离地近，维护比较方便，但易于吸入尘土。
双发的第三种安排方式是把两台发动机并列在后机身外部的两侧，这种叫尾吊式。
其优点是座舱内噪音小，机翼上没有东西(如短舱)干扰，气动性能较好；进气和排气通道较短，因而能量的损失较少。
但这种安排的构造比较复杂；也比较重。
这几种安排方式多用于运输机或轰炸机。
双发的第四种安排方式是，把发动机左右并列（或上下叠置）安装在后机身的内部。
严峻的挑战：在机翼上固定发动机
在大型飞机上，每当我坐到一个靠窗的座位时，在飞行中就会看到安装在机翼下的强动力喷气式发动机，这是一番令人敬畏的景象，特别是在恶劣的天气中，发动机相对于机翼会产生明显的偏转。
在为飞行传输推力的同时，发动机悬置系统需要保持跟机翼的安全连接，时刻承载发动机的重量，还要承受空气动力对发动机外壳（引擎机舱）的冲击，我不禁对发动机悬置系统所需的高科技工程设计惊叹不已。
飞机发动机通常安装在被称为“挂架”（pylon）的细支杆上，使其悬挂在飞机机翼下面的前缘处，这种悬置位置从20世纪40年代以来一直很受欢迎。
发动机悬置系统的作用是将发动机固定在飞机上，同时也用来传递推力，并允许产生由温度和受力的波动而引起的偏转。
在发动机悬置位置的设计方面，由于考虑不周，已经产生了一些意外的后果，如飞机操纵问题和发动机壳体的物理变形问题。
第一架商用喷气式飞机是1947年德 • 哈维兰公司的DH.106彗星飞机，其发动机嵌入机翼内，位于靠近机身的翼根部。
但在前一年，波音公司开发了一种轰炸机，这种轰炸机的450型号后来被称为“B-47同温层喷气机”，其喷气发动机吊舱悬挂在机翼下面的挂架上，远远超出机翼的前缘。
从那时起，航空公司的设计师在很大程度上遵循了波音公司的策略，在机翼下安装发动机。
飞机发动机悬置是一项复杂的工作。
喷气式发动机中的气流变化产生推动飞行的推力，通过压力和摩擦力将推力传递到连接发动机壳体的部件和支杆上。
最大型的发动机能够产生高达445 000牛顿的推力，然后发动机壳体上的悬置系统将推力传递到机翼挂架上，将飞机推向前进。
悬置系统还必须能够支撑发动机的重量（约9 000千克），并且在飞行中必须能够承载引擎机舱的空气动力负荷。
由于发动机外壳在温度和负载方面要经受很大的变化，一些发动机悬置系统设计了转动能力，使外壳在轴向和径向自由膨胀和收缩。
所有这些因素加起来形成一系列各种各样的变量，这些变量必须控制在严格的参数范围内，否则结果可能是灾难性的。
航空发动机在飞机上的安装结构
航空发动机在飞机上的安装结构航空发动机与飞机之间的安装构件将发动机的推力、重量及惯性力传递到飞机机体上，同时，发动机的安装方式还会影响到飞机的气动性能。
因此，发动机在飞机上的安装方式设计对于飞机的结构完整性及气动设计至关重要。
本文介绍了航空发动机的安装位置及相应的结构形式。
1 需要考虑的问题在发动机安装设计工作开始前或者设计过程中，以下几个问题需要注意：（1）发动机的安装结构应有足够的强度承受飞机在加减速或转向时的惯性力、飞行方向的最大推力以及由于该推力产生的弯曲力矩、飞机转向时的陀螺力矩等。
（2）航空发动机应当刚性固定到飞机上，即发动机安装结构应该确保飞机与发动机之间无相对活动量。
（3）发动机安装结构应避免由飞机承力框架的变形给发动机带来附加应力。
（4）发动机安装结构的设计应当避免发动机工作期间的热膨胀给飞机、发动机或者安装系统带来额外的工作应力。
（5）发动机在飞机上的装配及分解工作的可操作性直接影响了飞机的维修时间，也应该得到重视。
1.1 发动机安装结构的负载分析对安装结构能够承受的負载的限制有时由客户或者设计单位提出，也有一些行业标准对此进行了规定。
例如欧洲航空局（EASA）就利用行业标准规定了大型民用飞机的发动机安装系统的最大扭矩、最大横向负载、最大陀螺力矩等。
1.2 热膨胀问题在航空发动机热端工作的零组件都有热膨胀的问题，但并不是所有的热膨胀量都会传递到发动机安装结构上，只有在传力路线上零件的热膨胀才会有影响，例如轴承支座、承力机匣等。
热膨胀受很多因素影响。
首先，航空发动机的工作状态越高，热端温度越高，热膨胀量则越大；其次，在同样的温升条件下，同样尺寸的零件，如果材料的热膨胀系数不同，热膨胀量也会相差甚多。
例如，原尺寸为1米的某高温合金材料，当温升达到600摄氏度时，则它的伸长量可达9毫米。
这样的变形量足以对发动机、安装结构及飞机带来显著的附加应力。
2 航空发动机在飞机上的安装位置在开展航空发动机安装结构的设计工作之前，首先应该确定发动机在飞机上的安装位置，而安装位置在很大程度上受飞机的飞行速度要求。
V2500发动机LPT单元体的安装
V2500发动机LPT单元体的安装2004-10-25 ◎喻佑兵/珠海MTU从飞机结构和系统两个方面入手，全面总结了目前最新的关于老龄飞机维护的研究动态，为航空公司展开老龄飞机的维护工作提供了必要的信息。
在V2500发动机的组装过程中，装配LPT单元体（Module）是必不可少且相当重要的一个环节。
在装配过程中稍有不慎，就可能导致低压轴的涂层受磨，或者引起5号轴承（Bearing）的碳封严挪位从而使轴承腔的真空测试超标，或者低压转子咬死而无法转动，甚至会引起LPT壳体法兰边被损坏的人为差错发生。
为了确保LPT的安装质量和整台发动机的工作性能，杜绝人为失误，根据实际工作经验，以发动机手册（EM）为基准，概述LPT单元体的安装步骤和装配中的注意事项。
（1）装配前的检查。
这项检查一般由车间检验员（LI）和一个二级机械员（L2）来完成，主要检查该单元体的文件（Paperwork）是否完善、测量数据是否正常以及目视检查LPT是否存在缺陷、外来物等。
若有超标情况存在，必须向单元体车间有关放行人员提出质疑并协同解决。
（2）装配前的准备。
这项工作由一个二级机械员带一个一级机械员来完成。
主要是准备必要的一些专用工具，对HPT、LPT单元体安装专用工具，在LPT 轴的花键上涂上滑油并用干冰冷却，对前低压轴进行加热，时间大约为半小时等。
在安装专用工具时，需要注意三个事项：其一，确保导向杆上的螺纹正常，以防损坏LPT轴上的螺牙。
在导向杆装到位后，要回松约一个牙距，目的是便于完工后的拆卸。
其二，在LPT后部安装工具到位后，两个大螺帽和一个圆盘（P/N：1F10084）也要回松约一个牙距，其目的是在装配LPT单元体过程中易于操作。
其三，给前低压轴（Stub shaft）加热时，一定要控制好温度，对于我们当前使用的加热枪（Heater），采用"4"挡最为适宜。
否则，采用过高挡位加热，很容易损坏1号轴承的碳封严(Carbon seal) 及内部的一些封圈（Packing）等。
常用客机发动机布置方式
常用客机发动机布置方式引言发动机作为飞机的”心脏”，对于飞机的性能和安全起着至关重要的作用。
客机发动机的布置方式直接影响飞机的外形设计、性能特点以及乘客舒适度。
本文将对常用的客机发动机布置方式进行全面、详细、完整的探讨。
1. 悬挂式发动机布置1.1 什么是悬挂式发动机布置悬挂式发动机布置是指将发动机悬挂在机翼下方的方式。
这种布置方式常见于传统的窄体客机，如波音737系列和空客A320系列。
1.2 悬挂式发动机布置的优点•空气动力学优势：悬挂式发动机布置减少了机翼的湍流干扰，提高了飞机的升力性能和气动效率。
•维护便利：悬挂式发动机布置使发动机更易于维护，排故更加方便。
•安全性高：悬挂式发动机相对于翼内发动机布置，更有利于防止发动机外侧进水和雪冰积积。
1.3 悬挂式发动机布置的缺点•噪音和振动：悬挂式发动机在飞机座舱内会产生更明显的噪音和振动，影响乘客的舒适度。
•空间利用率低：悬挂式发动机需要在机翼下方腾出一定空间，限制了客舱空间的利用。
•翼尖边随飞机规模增大需要采取各种措施来减小冲击波。
2. 翼内发动机布置2.1 什么是翼内发动机布置翼内发动机布置是指将发动机安装在机翼内部的方式。
这种布置方式常见于宽体客机，如波音787系列和空客A350系列。
2.2 翼内发动机布置的优点•噪音和振动：翼内发动机布置可以有效减少噪音和振动对机舱的影响，提高乘客的舒适度。
•空间利用率高：翼内发动机布置释放了机翼下方的空间，可以更大程度地利用客舱空间。
•燃油效率高：翼内发动机布置可以减少飞机整体的阻力，提高燃油效率。
2.3 翼内发动机布置的缺点•维护复杂：翼内发动机布置增加了对发动机的维护难度，排故略显复杂。
•尖音冲击：翼内发动机布置会导致尖音冲击问题，需要采取相应的措施进行消除。
3. 反推式发动机布置3.1 什么是反推式发动机布置反推式发动机布置是指将发动机安装在机翼或机身后部，并可向后推进的方式。
这种布置方式常见于大型喷气客机和商用飞机，如波音747系列和空客A380系列。
推力公式
互匹配，以减小安装损失。
2020年1月20日星期一
安装位置
2020年1月20日星期一
发动机在飞机上的安装位置
2020年1月20日星期一
推力
F q V q V (p p )A
mg 9
ma 0
5.其他
可维修性、低成本、低排放污染、低噪音等
2020年1月20日星期一
三、基本要求
高推重比（高单位推力） 低耗油率 高稳定可靠性 低成本 低污染
2020年1月20日星期一
in
mg 9
ma 0
9
09
0
0
0
01
9
F pdA X
out
f
01
F F F
eff
in
out
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有效推力计算公式
F q V q V (p p )A
eff
mg 9
ma 0
9
09
01
9
( p p )dA ( p p )dA X
F FX X X
eff
a
p
f
对于亚音速飞机，由于发动机对气流扰动较小, 可以近似认为:
Feff F
对于超音速飞机在超音速飞行时激波的出现,
Feff F
三项损失不容忽视!
2020年1月20日星期一
Feff 与 F
三项阻力又称为安装损失,除以上影 响因素外还与发动机在飞机上的安 装位置有关
例如:
GE90(BY777) F=392000N, qma=1420kg/s D=3.524m
航空发动机构造
航空发动机构造课堂测试-11.航空发动机的研究和发展工作具有那些特点？技术难度大；周期长；费用高2.简述航空燃气涡轮发动机的作用。
是现代飞机与直升机的主要动力（少数轻型、小型飞机和直升机采用航空活塞式发动机），为飞机提供推进力，为直升机提供转动旋翼的功率。
3.航空燃气涡轮发动机包括哪几类？民航发动机主要采用哪种？涡喷、涡桨、涡扇、涡轴、桨扇、齿扇等；涡扇。
4.高涵道比民用涡扇发动机的涵道比范围是多少？5-12课堂测试-21．发动机吊舱包括（进气道）、（整流罩）和（尾喷管）等。
2．对于民用飞机来说，动力装置的安装位置应该考虑到以下几点：不影响进气道的效率；排气远离机身；容易接近，便于维护3．在现代民用飞机上，发动机在飞机上的安装布局常见的有（翼下安装）、（翼下吊装和垂直尾翼安装）和（机身尾部安装）。
4．发动机安装节分两种：（主安装节）与（辅助安装节）。
前者传递轴向力、径向力、扭矩，后者传递径向力、扭矩。
一般主安装节装于（温度较低，靠近转子止推轴承处的压气机或风扇机匣上）上，辅助安装节装于（涡轮或喷管的外壳上）上。
5．涡轮喷气发动机的进气道可分为（亚音速）进气道和（超音速）进气道两大类。
我国民航主要使用亚音速飞机，其发动机的进气道大多采用（亚音速）进气道。
6．通常在涡轮喷气和涡轮风扇发动机上采用（热空气）防冰的方式，在涡轮螺旋桨发动机上采用（电加热）防冰，或是两种结合的方式。
7．对于涡轮螺旋桨发动机来说，需要防冰的部位有（进气道）、（桨叶）和（进气锥）。
8．为了对吊舱进行通风冷却，一般把吊舱分成不同区域，各区之间靠（防火墙）隔开，以阻挡火焰的传播。
9．发动机防火系统包括（火情探测）、（火情警告）和（灭火）三部分。
课堂测试-31.现代涡轮喷气发动机由（进气道）、（压气机）、（燃烧室）、（涡轮）、（尾喷管）五大部件和附件传动装置与附属系统所组成。
2.发动机工作时，在所有的零部件上都作用着各种负荷。
根据这些负荷的性质可以分为（气动）、（质量）和（温度）三种。
航空发动机的组装与拆卸步骤
航空发动机的组装与拆卸步骤组装步骤1. 准备工作：清理工作区域，并确保所需工具和零件已准备齐全。
2. 检查零件：仔细检查所有待组装的发动机零件，确保其完整性和可用性。
3. 安装附件：根据发动机制造商的说明，按照正确的顺序安装附件，如涡轮、燃油系统和冷却系统等。
4. 连接管道：根据制造商的指导，正确连接发动机的各种管道和接口装置。
5. 安装配件：安装和连接所有发动机支撑、振动消除器、散热器等配件。
6. 调整参数：根据发动机制造商的规范，调整发动机的各项参数，如压力、温度和转速等。
7. 进行测试：在组装完毕后，运行发动机进行测试，确保其正常工作并符合性能要求。
8. 完成记录：记录组装步骤、设置参数和测试结果，以便日后跟踪和参考。
拆卸步骤1. 准备工作：清理工作区域，并确保所需工具和设备已准备齐全。
2. 关闭发动机：先切断燃油供应和电力供应，并按照制造商的说明逐步关闭发动机。
3. 分离附件：按照制造商的指导，逐步拆下发动机的附件，如涡轮、燃油系统和冷却系统等。
4. 断开连接：按照制造商的说明，依次断开发动机的各种管道和接口装置。
5. 卸下配件：卸下和拆解所有发动机支撑、振动消除器、散热器等配件。
6. 拆卸零件：根据制造商的指导，逐步拆下发动机的各个部分和零件。
7. 检查和清洗：仔细检查并清洗拆卸下来的零件，以确保其完好和干净。
8. 记录信息：记录拆卸步骤、维护情况和检查结果，以备将来参考。
以上是航空发动机的组装与拆卸步骤的简要说明。
如需详细操作指导，请参考相关的发动机制造商手册和指南。
在进行组装和拆卸操作时，请始终保持安全和谨慎，并遵循所有适用的安全规定和程序。
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3.3.2发动机在飞机上的安装
发动机的安装与发动机的类型、数目以及它装在飞机上的位置有关。
它可以用吊架装在机翼下，可装在机身两侧，也可装在机身或机翼内，或者装在机身后部与尾翼的交接处；涡轮螺桨发动机只能装在机身头部或机翼。
不管装在什么部位，发动机推力必须传递到飞行器主要承力结构上。
在飞行中发动机与飞机连接处要承受几倍于发动机自身重量的载荷，而且发动机机匣温度变化很大，所以连接点不仅要牢固可靠，而且要在纵向和径向提供自由膨胀的可能。
活塞式发动机和涡轮螺桨发动机的安装位置
活塞发动机在飞机上大多安装一台、两台或四台，一般大多是拉进式(即螺旋桨在前)的。
其安装位置和涡轮螺桨发动机的飞机很相似(图3.3.13)。
拉进式的飞机，其发动机多装在机头或机翼前缘。
这样可使机翼上所受的载荷降低，因发动机的重力与升力的方向相反，减少了由这些外力引起的弯矩。
图3.3.13 涡轮螺桨发动机在飞机上的安装位置(活塞发动机的飞机同它相似)
(a) 一台发动机，装在机头(b) 两台发动机，装在机翼前缘短舱内（拉进式）
(c) 六台发动机，装载机翼后缘（推进式）
另一种是推进式的，即发动机装在机翼后缘或机身后段。
这种安排方式使机翼和机身位子螺旋桨的滑流之外，阻力会降低，但主起落架较高，重量增大，而且发动机在地面的工作的冷却条件也较差，因而使用较少。
涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机的安装位置
这两类发动机在飞机上的安装位置和固定方法相似，可用涡轮喷气发动机作为代表。
—台涡轮喷气发动机的安装位置。
—台涡轮喷气发动机多装在机身后段或机身下部。
这种方式有利于维护修理，只要将机身后段拆卸开就行了；同时还可让出机身短舱或前段的空间，以便容纳人员和武器装备。
图3.3.14所示的是离心式涡轮喷气发动机的安排情况。
两台涡轮喷气发动机的安装位置。
两台涡轮喷气发动机有几种安排方式。
第一种是把两台发动机各装在一只短舱内(图3.3.15a)，这种方式的优点是机身空间大，装载的人员和设备多，对机翼能起减少载荷的作用。
但其构造比较复杂，而且还会增大阻力和降低机翼的后掠作用。
第二种双发的安排方式，是把发动机装在机翼下的吊舱内(图3.3.15b)。
这种方式的好处是减少短舱和机翼的干扰，对提高升力系数有利，防火性能较好，可采用全翼展的襟翼。
另外，由于短舱离地近，维护比较方便，但易于吸入尘土。
图3.3.14 一台离心式涡轮喷气发动机的固定
1—前机身加强框 2—发动机架 3—排气管 4—排气管后部的连接 5—后机身
6—前机身 7—连接点 8—主连接点 9—耳片接头 10—叉形接头
(a)
(b)
(c)
(d)
图3.3.15 两台涡轮喷气发动机的安装位置
(a) 安装于机翼短舱内 (b) 安装于机翼吊舱内
(c) 安装于后机身外部的两侧 (d)并列安装于后机身的内部
第三种安排方式是把两台发动机并列在后机身外部的两侧(图3.3.15c)。
这种叫尾吊式。
其优点是座舱内噪音小，机翼外形易于满足气动要求，进气和排气通道较短，能量损失较少。
但这种安排的构造比较复杂，重量也较大。
以上三种安排方式多用于运输机或轰炸机。
第四种安排方式是，把发动机并到安装在后机身的内部(图3.3.15d)。
这种安排方式，在单发飞行时，由于两边推力不平衡而引起的使机头偏向一边的力矩比较小，但发动机所占机身的容积很大，不利于装载其他的设备。
多台涡轮喷气发动机的安装位置。
大型飞机需要装多台发动机，比较常用的有三台、四台和八台。
三台喷气发动机多用于运输机。
其安排方式有两种。
第一种是两台发动机并列装在机身后段外部，另一台装在垂尾根部(图3.3.16)。
这种安装方式的优点是，如果发动机发生故障，涡轮损坏，被强大的离心力摔开的碎片不致破坏飞机的主要受力构件，比较安全。
(a)
(b)
图3.3.16 三台涡轮喷气发动机的安装位置
(a) 两台发动机并列装在机身后段外部，另一台装在垂尾根部
(b) 两台涡轮风扇发动机安装在机翼下的吊舱内，另一台安装在垂尾根部
第二种三发的安排方式是，把两台涡轮风扇发动机安装在机翼下的吊舱内，另一台安装在垂直尾翼根部(图3.3.16)。
其特点和前一种安装形式类似。
四台喷气发动机的安排方式比较常见的有四种。
第一种是翼吊式，即四台发动机都置于机翼下的吊舱内(图3.3.17a)。
这种方式多用于运输机，但也有轰炸机采用这种型式的。
第二种是尾吊式，把四台发动机部并列在机身后段外部的两侧((图3.3.17b))，其特点与双发第三种安装方式类似。
第三种安排方式是把发动机安装在靠近机身的机翼内部，每边放两台(图3.3.17c)。
这种方式的构造复杂。
但一台发动机停车时，却可减小偏航力矩，而且还可消除或削弱短舱和机身的干扰作用。
第一种是把四台喷气发动机每两台成为一组，安装在机翼的底部(图3.3.17d)。
“协和”号超音速旅客机就是这样安排的，其特点是发动机短舱的剖面呈长方形的，其上下表面形成飞机结构的一部分。
乌克兰的安-225运输机，使用6台涡轮风扇发动机，吊挂在机翼下。
美国的亚音速战略重型轰炸机B-52装有八台喷气发动机，每两台成一组，装在机翼下面的四只吊舱中，其安装位置和固定的特点与四个吊舱的飞机相似。
(a)
(b)
(c)
(d)
图3.3.17 四台涡轮喷气发动机的安装位置
(a) 翼吊式(b) 尾吊式(c) 每两台成为一组，安装在机翼内部靠进机身处
(d) 每两台成为一组，安装在机翼的底部。