国外先进航空发动机技术带给我们的启示

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航空航天领域的航空器发动机燃烧技术

航空航天领域的航空器发动机燃烧技术

航空航天领域的航空器发动机燃烧技术航空航天领域一直以来都处于科技的前沿领域,对于航空器发动机燃烧技术的要求更是严苛。

发动机燃烧技术是航空器能否正常运行的关键因素之一,它直接影响到飞机的性能和安全。

本文将介绍航空航天领域的航空器发动机燃烧技术的现状和发展趋势。

一、航空器发动机燃烧技术的重要性航空器发动机燃烧技术是航空器的核心技术之一,对于飞机的性能和安全具有重要影响。

首先,良好的燃烧技术可以提高发动机的热效率,使燃料能够得到更充分的利用,从而提高航空器的飞行效率和续航能力。

其次,燃烧技术直接关系到航空器的安全性,良好的燃烧技术可以减少尾气排放物的产生,降低对环境的污染,并保障乘客和机组人员的健康安全。

因此,航空器发动机燃烧技术的研发和应用具有重要的现实意义和发展价值。

二、航空器发动机燃烧技术的现状目前,航空器发动机燃烧技术已经取得了一系列重要的突破和进展。

主要表现在以下几个方面:1. 高效燃烧技术的应用为了提高航空器的热效率,航空器发动机燃烧技术采用了一系列高效燃烧技术。

例如,引入了多级燃烧室技术,通过多级喷油系统和高效混合技术,实现了燃料和空气的更充分混合,在保证燃烧稳定的同时提高了燃烧效率。

2. 低排放技术的发展随着环保意识的增强,航空器发动机燃烧技术也在不断发展低排放技术。

通过采用新型燃烧室结构和燃烧控制系统,可以有效减少尾气排放物的产生。

此外,通过引入先进的燃油喷射技术和静音材料,还可以降低航空器在起飞和降落过程中的噪声污染。

3. 高温合金材料的应用航空器发动机在高温、高压和极端环境下工作,因此需要使用高温合金材料来保证发动机的可靠性和寿命。

当前,航空器发动机燃烧技术已经开始应用新型的高温合金材料,如单晶高温合金和陶瓷复合材料,以提高发动机的耐热性和抗腐蚀能力。

三、航空器发动机燃烧技术的发展趋势展望未来,航空器发动机燃烧技术将继续保持高速发展的趋势,主要表现在以下几个方面:1. 绿色环保化随着环保意识的不断提高,航空器发动机燃烧技术将更加注重绿色环保化的发展。

航空发动机研制的技术创新与发展趋势

航空发动机研制的技术创新与发展趋势

航空发动机研制的技术创新与发展趋势航空发动机是航空产业的核心部件,也是飞机性能效能的决定因素。

随着航空产业的不断发展,航空发动机研制也取得了长足的进步。

从最初的活塞式发动机,到后来的涡轮喷气发动机,再到如今的高温合金材料、先进的计算机模拟和新型燃料技术,航空发动机的研制不断创新,技术水平不断提高。

不同于其他机械设备,航空发动机在工作条件下需要承受高温高压、高速旋转,并且长时间连续工作。

因此,航空发动机的材料、制造和测试等技术都相对较为复杂。

近年来,随着航空产业的发展和经济的繁荣,国内外航空发动机的研制水平也得到了长足的提高。

一、先进材料的应用材料的优化是航空发动机的核心。

目前,航空发动机所采用的材料主要包括合金、金属陶瓷、复合材料和聚合物等,这些材料都具有很高的特性,能够满足航空发动机的高温高压、抗腐蚀等要求。

近年来,针对航空发动机的特性和使用环境,一些新型材料的应用正在逐渐得到推广。

比如使用新型高温合金材料,可以极大地提高航空发动机的工作温度和工作压力,有效提升发动机的工作效率;另外,利用3D打印技术,可以对发动机制造进行精度控制和优化,制造出更为精密的航空发动机。

二、数字化设计和优化近年来,数字化设计和优化技术在航空发动机的研发中得到了广泛应用,如先进的计算机模拟技术和优化算法等,可以对发动机的各项指标进行模拟和优化,降低测试成本和缩短测试周期。

同时,数字化设计还能完善发动机的结构,提高发动机的性能和稳定性。

三、涡流和混合动力技术涡流技术是近年来航空发动机发展的一个新兴领域,涡流技术可以有效提高航空发动机的推力、效率和稳定性。

涡流技术是利用超声波频率和高速涡流分离器来增强机内气流,从而提高发动机的性能。

混合动力技术也是近年来航空产业发展的一个新兴领域,混合动力技术可以将多种能量源进行组合,例如燃料电池、锂电池和涡轮发电机等,从而实现发动机运转的最佳效益。

四、环保技术的应用随着全球对环境保护的重视,航空发动机的环保属性也成为了航空研发的重点之一。

国外飞发一体化技术发展调研报告

国外飞发一体化技术发展调研报告

国外飞发一体化技术发展调研报告一、引言随着航空业的快速发展,飞行发一体化技术在航空领域中起着越来越重要的作用。

飞行发一体化技术将飞机发动机和飞行控制系统融合在一起,极大地提高了飞机的安全性、性能和燃油效率。

本次调研报告将重点关注国外飞行发一体化技术的发展情况,以及对中国航空工业的启示。

二、美国飞行发一体化技术发展情况美国作为航空工业的领头羊之一,其在飞行发一体化技术领域的研发和应用处于国际前沿。

美国航空航天局(NASA)在飞行发一体化技术研究方面一直处于领先位置,通过大量的资金投入和科研实力支持,推动了飞行发一体化技术在民用航空领域的快速发展。

美国波音公司、洛克希德马丁公司等航空巨头也在飞行发一体化技术方面进行了大量的研发和应用,取得了一系列重要突破。

波音公司的787梦幻客机采用了飞行发一体化技术,极大地提高了飞机的燃油效率和飞行性能。

三、欧洲飞行发一体化技术发展情况欧洲航空工业也在飞行发一体化技术方面取得了不俗的成就。

欧洲航空防务与空间公司(EADS)和空中客车公司(Airbus)等企业在飞行发一体化技术方面进行了大量的研发工作,并将其成功应用于A350等飞机型号中。

欧洲的一体化飞行系统不仅在提高飞机性能和安全性方面取得了显著成就,还在环保和节能方面有着显著的优势。

欧洲飞机制造商在飞行发一体化技术的研发和应用上一直处于世界领先地位,值得国内航空工业企业学习和借鉴。

四、发展对中国的启示中国航空工业在飞行发一体化技术方面还有一定的差距,但是我们应当认识到飞行发一体化技术是未来航空业发展的趋势,必须加快研发和应用的步伐。

中国航空工业应该增加对飞行发一体化技术的投入,加强与国外企业的合作,引进和消化消化吸收国外的先进技术,促进中国航空工业的快速发展。

还需要加强人才培养和科研机构建设,提高自主研发的能力和水平。

五、总结飞行发一体化技术是未来航空工业发展的重要方向,美国和欧洲在这方面取得了显著的成就。

中国航空工业必须加快研发和应用的步伐,与国外企业进行合作,引进国外的先进技术,提高自主研发的能力和水平。

先进航空发动机关键制造技术研究

先进航空发动机关键制造技术研究

先进航空发动机关键制造技术研究摘要:航空发动机是飞机的核心部分。

在21世纪,航空发动机的设计和制造技术体现出了国家的科技发展水平,随着科学技术的不断发展,国家对航空领域的重视程度越来越高,所以通过对我国现有的发动机制造水平进行研究,能够对先进的航空发动机制造技术进行分析,研究出先进的发动机制造技术,促进我国航空领域的不断发展。

关键词:航空发动机;关键技术;制造研究引言:航空发动机技术具有高技术、高投入、高风险的特性,一般来说,单台发动机的研发时间一般在十年到二十年左右,所耗费的资金大约是10亿到20亿。

从这些数据就能够看出航空发动机的重要性和难度。

我国的航空发动机技术的发展与先进国家相比,仍然存在着很大的距离,因此,要想令我国的发动机技术水平得到提升,就需要投入大量的经费去进行技术方面的研究,只有这样才能够令先进航空发动机关键制造技术得到更好的发展。

一、我国航空发动机的发展我国航空发动机经历了一个非常漫长的过程,航空发动机的作用就是为飞机提供推动力,在所有航空器进行工作的过程当中,航空发动机都是一个非常核心的部位,自从飞机研发成功之后,飞机的发动机也得到了飞速的发展,我国的航空业逐渐形成了各种各样、多种类、大范围的特点。

从我国航空发动机的发展历程来看,发动机经历了两个时期,一个是活塞发动机时期,另外一个是燃气涡轮发动机时期,从活塞发动机时期到燃气涡轮发动机十期,可以看出航空领域发生了质的飞跃。

我国进行航空发动机的研制工作是在新中国成立之后,新中国刚刚成立的时候,我国的科学技术水平简直就是一张白纸,从最初的模仿、改造到现在可以独立研发出高水平的航空发动机,我国的科技人员经历了一个非常漫长且坎坷的过程。

我国是世界上最大的发展中国家,航空发动机的事业直接体现出一个国家的国力标准和经济发展程度,如果一个国家没有先进的航空发动机事业,那么这个国家的航空事业便不会有大的成就,航空工业也不会得到迅速的发展。

二、航空发动机的制造工艺特点航空发动机的制造工艺特点主要有以下几个方面,分别是材料难加工,切除率大、形状与结构复杂、加工精度高。

航空发动机的未来趋势

航空发动机的未来趋势

航空发动机的未来趋势随着航空业的快速发展,航空发动机作为飞机的“心脏”,也在不断地进行技术革新和创新。

未来航空发动机的发展趋势将会朝着更高效、更环保、更可靠和更智能化的方向发展。

本文将从这四个方面来探讨航空发动机的未来趋势。

一、更高效航空发动机的效率对于飞机的性能和经济性至关重要。

未来航空发动机将会朝着更高的燃烧效率和推力比的方向发展。

一方面,通过改进燃烧室和喷嘴设计,提高燃烧效率,减少燃料消耗和排放。

另一方面,通过采用更先进的材料和制造工艺,减轻发动机重量,提高推力比,提高飞机的爬升性能和巡航速度。

二、更环保随着全球环境问题的日益严重,航空发动机的环保性能也成为了航空业发展的重要方向。

未来航空发动机将会朝着更低的排放和噪音的方向发展。

一方面,通过采用更先进的燃烧技术和排放控制装置,减少氮氧化物和颗粒物的排放。

另一方面,通过改进发动机的设计和减振措施,降低发动机的噪音水平,减少对环境和居民的影响。

三、更可靠航空发动机的可靠性对于飞机的安全性和运行效率至关重要。

未来航空发动机将会朝着更高的可靠性和维修性的方向发展。

一方面,通过采用更可靠的材料和零部件,提高发动机的故障率和寿命。

另一方面,通过改进发动机的监测和诊断系统,实现对发动机状态的实时监控和故障预测,提前进行维修和保养,减少飞机的停机时间和维修成本。

四、更智能化随着人工智能和大数据技术的快速发展,航空发动机也将朝着更智能化的方向发展。

未来航空发动机将会通过采集和分析大量的数据,实现对发动机性能和运行状态的智能化管理和优化。

一方面,通过实时监测和分析发动机的工作参数和性能数据,实现对发动机的智能化控制和优化调整,提高发动机的工作效率和可靠性。

另一方面,通过建立发动机的大数据平台和智能化维修系统,实现对发动机的远程监控和维修,提高维修效率和降低维修成本。

综上所述,未来航空发动机的发展趋势将会朝着更高效、更环保、更可靠和更智能化的方向发展。

这将为航空业的发展带来更多的机遇和挑战,也将为人们的出行提供更安全、更舒适和更便捷的选择。

发动机技术进步对飞机先进性的重要作用

发动机技术进步对飞机先进性的重要作用

发动机技术进步对飞机先进性的重要作用
陈大光
【期刊名称】《航空动力学报》
【年(卷),期】2008(23)6
【摘要】推进技术的创新曾经是空中运输进步的基本推动力.研制大型客机,必须认识发动机技术进步对飞机性能先进性的重要作用.以用于波音公司B787梦幻飞机
的美国通用电气公司(GE)的GEnx发动机为例,分析发动机技术先进性对飞机高效、低污染、智能化、低成本和舒适性的作用.最后从国外的技术发展途径,提出发展我
国发动机技术的一些想法.
【总页数】5页(P981-985)
【关键词】涵道比;耗油率;智能发动机;状态监视;故障诊断;排放污染;噪声污染
【作者】陈大光
【作者单位】北京航空航天大学能源与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】V231
【相关文献】
1.关于新版综合高性能涡轮发动机技术计划--兼谈航空发动机研制中"基础技术"和"验证机"的重要作用 [J], 吴大观
2.飞机发动机设计过程中采用的战斗机发动机与飞机匹配的简易方法 [J], Matt.,JD;丛宝亨
3.波音737飞机发动机技术进步对其经济性的影响 [J], 王悦
4.温度控制对飞机发动机的性能产生的重要作用 [J], 肖萍
5.虹润产品应用于上海飞机设计研究院C919飞机涡轮发动机试件测试项目 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

新一代商用航空发动机叶片的先进加工技术

新一代商用航空发动机叶片的先进加工技术

新一代商用航空发动机叶片的先进加工技术哎呀,说到这个新一代商用航空发动机叶片的先进加工技术,我得说,这玩意儿可真是个让人眼前一亮的玩意儿。

你知道吗,这玩意儿就像是飞机的心脏,得精密得很,一点差错都不能有。

我有个哥们儿,就在航空发动机厂里头工作,他给我讲了讲他们是怎么把那些叶片做得那么精细的,听着都让人啧啧称奇。

首先得说,这叶片的材料,那可不是一般的金属,是超级合金,耐高温、耐高压,还得抗腐蚀。

我哥们儿说,他们得先设计出叶片的形状,这可不是随便画两笔就能搞定的,得用上计算机模拟,确保叶片在高速旋转的时候,能承受住巨大的压力和温度。

接下来就是加工了,这可是个精细活儿。

他们用上了一种叫做五轴数控铣床的东西,这玩意儿就像是个超级精确的雕刻师,能在叶片上雕刻出复杂的曲线和形状。

我哥们儿说,他们得把叶片固定在机床上,然后机床的五个轴就开始动起来,就像是在跳芭蕾舞一样,精确地切割和打磨叶片。

说到这儿,我得提一提,这加工过程中,他们还得不停地检查叶片的质量。

我哥们儿说,他们用一种叫做激光扫描的技术,能精确地测量叶片的尺寸,哪怕是一点点的偏差都不行。

这就像是在给叶片做体检,确保它们健健康康的。

加工完了,还得做最后的表面处理,这可是提升叶片性能的关键一步。

我哥们儿说,他们会用一种特殊的涂层,涂在叶片的表面,这涂层能减少摩擦,提高效率,还能保护叶片不受腐蚀。

这涂层就像是给叶片穿上了一层保护服,让它们在恶劣的环境下也能保持最佳状态。

最后,我得说,这新一代商用航空发动机叶片的先进加工技术,真的不是盖的。

我哥们儿说,他们做出来的叶片,那性能提升可不是一点点,飞机飞得更快,更省油,更环保。

这就像是给飞机装上了一双翅膀,让它们飞得更高,更远。

总之,这新一代的航空发动机叶片,就像是飞机的超级心脏,让飞机飞得更稳,更快,更环保。

我哥们儿说,他们每天都在为这个目标努力,虽然工作辛苦,但看着那些叶片一个个从机床上下来,心里那个成就感,别提多满足了。

航空航天工程的前沿技术研究

航空航天工程的前沿技术研究

航空航天工程的前沿技术研究在人类不断探索未知的征程中,航空航天领域一直是最具挑战性和吸引力的前沿阵地之一。

从早期的梦想飞行到如今的太空探索,航空航天工程的每一次进步都离不开前沿技术的推动。

这些技术不仅改变了我们对天空和宇宙的认知,也为人类的未来发展开辟了无限可能。

一、先进的航空发动机技术航空发动机被誉为飞机的“心脏”,其性能直接决定了飞行器的飞行速度、航程和燃油效率等关键指标。

在前沿技术的推动下,航空发动机正朝着更高推力、更低油耗和更低排放的方向发展。

其中,变循环发动机技术备受关注。

这种发动机能够根据不同的飞行条件,自动调整工作模式,在亚音速和超音速飞行中都能实现最优性能。

通过改变发动机的涵道比、压气机和涡轮的工作状态等,变循环发动机可以在不同的飞行阶段提供恰到好处的动力输出,有效提高了飞机的整体性能和燃油经济性。

此外,新材料的应用也为航空发动机带来了革命性的变化。

陶瓷基复合材料、高温合金等新型材料具有更高的强度、耐高温性能和抗腐蚀能力,使得发动机能够在更加恶劣的环境下稳定工作,同时减轻发动机的重量,提高推重比。

二、高超音速飞行技术高超音速飞行是指飞行器的速度超过 5 倍音速以上。

这一领域的研究对于未来的军事、民用航空以及太空探索都具有重要意义。

实现高超音速飞行面临着诸多技术挑战,其中热防护是关键问题之一。

由于飞行器在高速飞行时与空气剧烈摩擦,会产生极高的温度,传统的材料和结构难以承受。

因此,研发新型的热防护材料和冷却技术成为当务之急。

另外,高超音速飞行器的气动设计也极为复杂。

需要精确计算和优化飞行器的外形,以减少空气阻力和提高飞行稳定性。

同时,高超音速飞行过程中的燃烧控制、导航与制导等技术也需要取得重大突破。

三、可重复使用运载火箭技术随着太空探索活动的日益频繁,降低发射成本成为航天领域的重要目标。

可重复使用运载火箭技术的出现为解决这一问题带来了希望。

以SpaceX 的猎鹰9 号火箭为例,其通过回收一级火箭并重复使用,大幅降低了发射成本。

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国外先进航空发动机技术带给我们的启示发布时间:2013-6-26 9:35:00在航空技术发展早期,由于缺乏合适的动力,飞机的发明比以蒸汽机为标志的工业革命晚了近140年,直到19世纪末、20世纪初活塞发动机的发明和应用,才终于圆了人类的飞行梦想[1]。

20世纪上半叶,装有活塞发动机的螺旋桨飞机主宰了天空,并在两次世界大战中大显身手,彻底改变了人类的战争模式,同时也推动了民用航空事业的发展。

20世纪40年代后,喷气发动机的出现,使飞机突破了“音障”,实现了超声速飞行,并从此进入喷气飞行时代。

飞机由活塞式发展到喷气阶段,既是其性能的飞跃,也是航空技术一次划时代的革命。

20世纪60~70年代涡轮风扇发动机的问世及其发展,使军用飞机的飞行速度、航程和机动性有了很大的提升。

与此同时,大涵道比民用涡扇发动机和宽体客机的出现,使得航空运输的成本大大降低,并实现了不着陆越洋飞行,极大地缩短了人们的时空观。

显然,航空发动机不仅是飞机的动力装置,也是推动飞机和整个航空工业发展的源动力。

由于发动机在航空技术发展过程中的重要性,可以说人类在航空领域每一次重大的历史性进展,都与其动力装置的突破和进步密切相关,而人们对飞机的需求和发展又促进航空发动机向更高水平迈进。

航空发动机历来是各航空技术大国优先发展、高度垄断、严密封锁的关键技术,是一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重要标志。

迄今为止,世界上能够设计、生产飞机的国家很多,但具有独立研发和制造航空发动机能力的只有美、俄、英、法等少数国家[2]。

军用发动机的发展航空技术是重要的国防科学技术之一,在一个国家的军事力量组成部分中占有极其重要的地位。

自第一次世界大战飞机用于军事目的以来,以航空技术为核心的军事装备在现代战争中的作用日益突出,对战争的结局可谓举足轻重,是引起当前世界新军事变革的重要因素。

如海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争以及伊拉克战争等现代局部冲突,都充分印证了这一点。

自20世纪40年代至21世纪初,军用发动机大致经历了从涡喷到涡扇发动机的4次更新换代[3]。

其中第一代已全部退役;第二代除英、美外其他国家还在部分使用;第三和第四代为世界各国现役主战机种的动力装置。

在这个更新换代期间,发动机的性能参数有了很大的提高,如军用大型发动机的增压比由5增至25~35,涡轮进口温度由1200K增至1850~2000K,推重比由3~4提高到10左右,而不加力单位油耗则从0.1~0.12kg/(N·h)降到0.06~0.07kg/(N·h)。

1 推重比8一级的第三代发动机20世纪70年代,美国和前苏联等国家开始研制第三代战斗机,其重点是强调空中格斗和全天候作战能力,重视飞机在亚、跨音速范围内的机动性,这就要求发动机的推重比具有8一级的数量级。

在该研制背景下,以美国PW公司F100为代表的推重比8一级的第三代涡扇发动机相继问世,如美国GE公司的F404和F110、西欧3国的RB199、前苏联的PД33和AЛ31Φ等。

第三代发动机主要结构特点为[4]:(1)3~4级风扇和7~9级高压压气机采用较高负荷的压气机叶片,平均级压比为1.3~1.4,且大多静子叶片可调。

(2)主燃烧室为环形或短环形结构,普遍采用空气雾化供油方式,长度比第二代发动机的缩短了1/2。

(3)1~2级高、低压涡轮采用耐高温高负荷设计,高压涡轮单级落压比可达3.5~4.2。

采用复合气冷空心结构的定向凝固单晶材料叶片,涡轮进口温度大幅提高。

(4)加力燃烧室采用分区供油和先进的火焰稳定器,长度较第二代发动机的缩短了1/3,加力温度提高。

(5)采用可调式轴对称收敛-扩张型喷管,推力特性得到提高。

(6)采用全权数字式电子控制系统(FADEC),增强了发动机的适航可靠性。

第三代发动机在投入现役的同时,国外各发动机公司还采取“多继承、少创新”的研制原则,利用新的预研成果不断对其进行改进和改型,进一步提高性能和用途,主要包括:(1)改善可靠性和耐久性。

如F100-PW-100在使用中曾出现了大量的可靠性和耐久性问题,后来通过采用单晶材料涡轮叶片、双层气膜冷却滚压成形燃烧室、数字式电子控制系统、改进的齿轮泵和发动机诊断装置等新技术,改型研制出F100-PW-220。

其设计寿命达4300个循环,相当于7年的使用期,空中停车率减少到0.2次/1000飞行小时,返厂率降至0.3次/1000飞行小时。

(2)提高推重比。

F404发动机服役时就已具有良好的可靠性和耐久性,在经过性能渐改和扩大用途后,又实施了大幅度的性能改进计划。

通过采用风扇和压气机整体叶盘结构、多斜孔冷却燃烧室、高负荷高温涡轮和轴对称或二元矢量喷管等新技术后推出了F414-GE-400。

其涡轮进口温度比F404提高了167K,空气流量增加了10%,压气机和涡轮效率提高了2%,推重比达9.0~9.5。

(3)增大推力。

在外廓尺寸不变和保证可靠性及耐久性的条件下,通过对F100-PW-220采取加大风扇和压气机流量,减小涵道比,采用浮动壁燃烧室、耐温提高的第二代单晶材料和改进的数字式电子控制系统等措施,衍生出 F100-PW-229。

其推力达到129kN,比F100-PW-220的推力增加了21%。

2 推重比10一级的第四代发动机20世纪80年代初,为争夺“空中霸权”,世界主要军事强国开始研制具有隐身性能、过失速机动、不加力超音速巡航、短距起降、超视距多目标攻击和装备更先进航空电子及武器系统等特点的第四代战斗机。

为了满足上述要求,20世纪80年代末至90年代初,国外主要发动机公司研制出了推重比10一级的第四代发动机,如美国PW公司的F119、F135和西欧4国的EJ200等,其主要性能参数见表1。

1997年 9月,配装F119发动机的美国F-22首次试飞,并于2005年12月服役,成为目前世界上唯一列装的第四代战斗机。

第四代发动机具有高推重比、小涵道比、高增压比、高涡轮进口温度、结构简单可靠、耐久性和可维护性好及低寿命期费用等特点。

其采用的新技术主要有[5]:(1)风扇和压气机采用三维非定常粘性流设计,提高了级负荷,平均级压比为1.45~1.5,用3级风扇和5~6级高压压气机即可达到总增压比25~27,并提高了效率和喘振裕度。

风扇和压气机采用空心叶片、整体叶盘结构,减轻了重量。

(2)采用两相三维数值计算和模拟技术设计的短环形燃烧室,具有高紊流度、强旋流头部结构。

采用双旋流空气雾化喷嘴和浮动壁加多斜孔冷却火焰筒,减少了火焰筒热应力,延长了其低循环疲劳寿命。

(3)涡轮采用三维粘性流跨声速气动设计,提高了加功量,采用单级高、低压涡轮和高效高强度隔热涂层及先进冷却结构。

(4)涡轮采用对转结构,既可取消高、低压涡轮之间的导向器,又可减小机动飞行时作用于机匣和飞机上的陀螺力矩。

(5)采用叶轮机复合倾斜、端弯技术,以减少端壁损失,提高效率。

(6)采用刷式封严装置,以减少漏气,提高效率。

(7)大量采用新材料和新工艺,如粉末冶金高压压气机盘和涡轮盘、高温树脂基材料风扇机匣、阻燃钛合金高压压气机机匣、第三代单晶材料涡轮叶片、陶瓷基复合材料喷管调节片和双性能热处理涡轮盘等。

(8)采用推力矢量喷管,以实现短距起降和非常规机动并减少红外和雷达信号特征。

(9)采用第三代双余度全权数字式电子控制系统,以进一步提高控制可靠性。

由于航空发动机的研制周期很长,通常新一代发动机的预研工作往往在型号研制之前大约10~15年就开始了。

因此,世界上航空技术发达国家从20世纪80年代中期就着手实施更为先进的发动机预研计划。

其中规模最大、水平最高的是美国的综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划。

该计划为发展下一代高性能发动机而进行更高层次的研究与开发明确了目标和要求。

如大型军用发动机,其目标是推重比在目前的基础上翻一番,油耗降低30%~40%,成本降低35%~60%,并使发动机具有低信号特征[6]。

IHPTET计划采取了许多变革性的技术途径,综合运用了当今发动机气动热力学、材料、结构、工艺和控制等方面的最新成果,可大大提高涡轮前温度,简化结构,降低重量并实现最佳性能控制。

IHPTET计划的分阶段实施,不仅使美国成功研制出了以F119为代表的第四代军用发动机,而且目前已具备了研制推重比15~16发动机的技术能力。

预计在2020年左右,推重比20一级的发动机即可问世。

具分析,未来装备推重比20一级发动机的战斗机可在21000m高空以M3~M4持续巡航,在载弹量近1t的情况下作战半径可达1850km并具有隐身和非常规机动的能力。

民用发动机的发展民用大飞机是知识高度密集、综合的现代化科学技术的结晶,亦是一个国家科技实力、工业水平和综合国力的集中体现。

民用大飞机在某些航空技术发达国家的工业制造业和出口贸易中占有相当大的份额,在某种意义上已成为这些国家经济发展的“晴雨表”,其产品附加值远高于汽车、造船、机械和钢铁等传统制造业,甚至在世界范围内已具有垄断地位。

如在欧洲空中客车公司成立以前,世界民航运输业所用的大型客机,大部分都出自美国的波音和麦道公司。

波音公司大型干线客机的出口,已不仅仅是单纯的对外贸易问题,而经常成为美国政府外交手段的一个重要政治筹码。

作为民用大飞机的动力装置,同样经历了从涡喷到涡扇发动机的发展过程。

20世纪60年代以后,涡扇发动机逐渐取代涡喷发动机,现已成为民用大型干线客机和新型支线客机的主要动力。

由此,民用涡扇发动机走上了一条与军用发动机不同的技术道路。

近几十年来,在全球经济一体化、市场竞争加剧、油价波动和环保意识增强等背景下,一些新技术、新材料和新工艺首先在民用发动机上得到应用,然后向军用发动机转移,从而使民用发动机走上了完全不依赖于军用发动机的发展道路,而且从技术和经济上支持了军用发动机的发展,真正实现了寓军于民。

经过40年的发展,民用大涵道比涡扇发动机的性能、经济型、安全可靠性、噪声和污染排放等指标均有了很大进步[7]。

与早期的涡喷发动机相比,发动机的噪声降低了20dB,推力增加了100倍,耗油率减少了50%。

目前,大涵道比涡扇发动机的最大推力已超过500kN,空中停车率降至0.002~0.005次/1000飞行小时,返修率达到0.01~0.06次/1000飞行小时。

发动机在飞机上不拆换的工作时间达到16000h,最长超过40000h,发动机的噪声和污染排放分别降低了75%和80%。

在民用大涵道比涡扇发动机市场上,中短程干线客机的发动机是主流产品。

据预测,在未来20年内,这类发动机至少需要25000台,大约占世界民用发动机市场的73%。

典型的这类发动机主要有CFMI公司的CFM56和IAE公司的V2500。

其中,CFM56系列发动机占据了中短程干线客机发动机市场的78%,该发动机不仅是波音737的唯一动力,而且赢得新型A320一半以上的发动机订货。

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