低压涡轮导向叶片的结构
AL-31F小涵道比涡扇发动机
2、高压涡轮转子连接结构特点
叶片与盘的连接：枞树形榫头连接，叶片
榫头呈楔形，轮缘凸块呈倒楔形，这种榫头重量 轻，榫头在轮缘所占的周向尺寸小，因而在轮盘 上可以安装较多的叶片。这种榫头有间隙的插入 榫槽内，允许轮缘受热后能自由膨胀，因而减小 了连接处的热应力，由于装配间隙的存在，低转 速时叶片可以在榫槽内有一定相互移动，起到一 些阻尼减振作用，并可自动定心，减小了离心力 所引起的附加弯矩。这种榫头也有利于冷却。但 这种榫头也有缺点，容易发生应力集中，加工精 度高等。
1、高压压气机结构形式及特点
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高压压气机结构
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1、高压压气机结构形式及特点
高压压气机为9级轴流式。第1～3级盘用电 子束焊焊在一起，而第4～6级盘同样用电子束焊 焊为一个整体。第7～9级则为单盘，而用长螺栓 与6级盘连在一起。并且9级压气机盘与叶片连接
的榫头均为环形燕尾槽。这种结构对于叶片较大 的前两级叶盘就其强度分析上有较大的不足，但 是为了减轻重量，只能接受这种结构，在结构优 化设计和工艺加工上进行补偿。转子的前轴颈由
第4级盘前伸，第3级处连接，以便缩短转子长度。 第1～6级盘为钛合金构件，第7～9级则用耐热 合金制成。第1～5级转子叶片用钛合金制成，第
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2、低压压气机结构形式及特点
第七页，共29页。
低压压气机为4级轴流式，增压比为3.6。整 个低压压气机为全钛结构。前3级转子叶片带有阻 尼凸台。整个低压压气机转子用电子束焊焊为一
2）风扇转子前两级为焊接，后两级为螺栓连接。 这是由于后轴颈与第三级盘连接，以缩短风扇 转子支承间的距离，此外还可以提高转子的维 修性。
3）风扇前后轴与轮盘焊接，以减轻转子重量。 4）前两级风扇叶片与盘连接榫槽槽向固定为径 向销钉，大可承受较大的槽向分力，以保证叶 根大的倾斜角。
AЛ-31Ф(AL-31F)发动机
AЛ-31Ф(AL-31F)发动机结构形式双转子加力式推力范围加力12258daN、中间7620daN。
现状生产价格300万美元用途用于苏-27歼击机。
不带加力的AЛ-31Ф曾用于“暴风雪”(БУРАН)航天飞机在大气层中试飞时的动力装置(机上装6台)。
改进型还用于苏-35等飞机上。
研制情况AЛ-31Ф为留里卡设计局在1976～1985年间研制的加力式涡轮风扇发动机。
在研制中曾遇到极大的困难。
一是超重。
起初，发动机有4级风扇、12级高压压气机、2级高压涡轮和2级低压涡轮共20个级。
结果发动机超重，达1600kg，而推力仅11000daN，不得不进行大改。
改后的方案，风扇仍为4级，但高压压气机减为9级，高低压涡轮各为1级，总级数降到15级，于1976年将重量降到1520kg，但故障很多。
为排除故障重量又有增加，约增加了10%，后来采用每减重1kg奖励5个月工资的办法，减轻了70公斤，实现了原定的重量目标。
二是涡轮效率比设计值低4%，后来决定接受这个现实。
但为了达到性能，只好将涡轮进口温度由1350℃提高到1392℃。
结果涡轮叶片裂纹，为此改进了冷却流路，流路十分复杂，采用了旋流冷却，用了新的工艺和好的材料，表面加钴、镍、铬、铝涂层。
为此曾撤换过5名领导。
在1976～1985年期间，共解决了685个难题。
AЛ-31Ф设计中共获得128项专利，使用51台发动机，总运转22900h，其中台架试车16625h，试飞6275h。
AЛ-31Ф还有改进型，其中包括带有矢量喷管的改进型，但未见详细报道。
结构和系统进气口进气机匣为全钛结构，有23个可变弯度的进口导流叶片，导流叶片前缘固定，由来自高压压气机第7级的空气防冰，后部则为可调叶片。
风扇4级轴流式，增压比为 3.6。
整个风扇为全钛结构。
前3级转子叶片带有阻尼凸台。
整个风扇转子用电子束焊焊为一个整体构件。
第4级转子叶片对应的外机匣上，带有机匣处理环腔，开有400个斜槽，用以提高风扇的稳定工作裕度。
航空发动机涡轮叶片的结构特点
航空发动机涡轮叶片的结构特点嘿，你知道航空发动机涡轮叶片有多牛吗？那可真是了不起的玩意儿！咱就说那航空发动机，就像一颗强大的心脏，而涡轮叶片就是这
心脏里至关重要的部分！
你想想看啊，涡轮叶片要在高温、高压、高速的极端环境下工作，
那得有多厉害啊！它的结构特点那可真是有讲究。
它就像是一个超级
战士，有着坚韧的身躯和独特的技能。
比如说，它的形状设计得那叫一个巧妙，就如同精心雕琢的艺术品。
为了能更好地应对气流的冲击，它的外形可不是随便来的。
这就好比
游泳运动员的泳衣，都是为了在水中能更快速地前进而专门设计的。
还有啊，它的材料那得是超级耐高温的。
不然在那么高的温度下，
还不得一下子就融化啦！这就像消防员穿的防火服，必须得能抵抗住
大火的炙烤。
而且，涡轮叶片的制造工艺也是极其复杂和精细的。
每一片都得经
过严格的检验和测试，不能有一丝一毫的差错。
这和制作一件精美的
瓷器有啥区别呀，稍有不慎就前功尽弃啦！
我曾经和一个航空工程师聊过，他说起涡轮叶片的时候，那眼神里
充满了自豪和敬畏。
他说：“这小小的涡轮叶片，可是凝聚了无数人的
心血和智慧啊！”我当时就特别感慨，这看似普通的叶片背后，居然有
这么多不为人知的故事。
在我看来，航空发动机涡轮叶片真的是现代科技的奇迹！它的结构特点决定了它的卓越性能，也为航空事业的发展立下了汗马功劳。
它就像是夜空中最亮的星，闪耀着光芒，引领着我们飞向更高更远的天空！。
GT25000燃气轮机
概述
燃气发生器包括低压涡轮带动低压压气机的 低压轴、高压涡轮带动高压压气机的高压轴 和16个火焰筒环形分布的环管逆流式燃烧室 等部分。 动力涡轮是自由的四级反动式轴流涡轮。 辅助系统为发动机的运行提供燃料、润滑、 冷却及其控制等。主要是燃油系统、滑油系 统、气动控制系统、通气、卸荷系统和清洗 系统等。
高压压气机
高压压气机涡轮转子 9 把从高压涡轮获得的机械能 转化为流经高压压气机通道的空气流动能。高压压 气机转子和高压涡轮转子在结构上连接成一体成为 高压压气机涡轮转子。高压压气机转子为鼓盘式， 它由轮盘13、工作叶片6、高压压气机前轴颈5、高 压压气机后轴颈12组成。高压涡轮轮盘悬臂地固定 在高压压气机转子上。通过花键10实现转矩由高压 涡轮转子传递给高压压气机转子。 各轴承滑油腔的密封采用石墨径向一端面接触式密 封结构，它能减少漏入通流部分的滑油，并降低滑 油温度。
工作原理
燃油和压缩空气混合燃烧形成具有作功能力的高温 高压燃气； 燃气从燃烧室流出，依次进入高压涡轮和低压涡轮， 驱动它们和高压压气机和低压压气机转动； 随后燃气进入动力涡轮，驱动动力涡轮转动，通过 弹性轴和减速齿轮箱带动负载，输出功率； 最后完成作功的燃气经过排气管排入大气。
低压压气机
低压压气机
进气段2引导空气平滑进入低压压气机，它由外导流罩1和内 导流罩3构成。导流罩间的环形通道是发动机通流部分的起点。 前机匣4装有进口可转导向叶片7、前支撑6和传动组件5。传 动组件5用于在发动机起动时把起动电机的转矩传给低压压气 机转子，在发动机运行时用来驱动机带附件。 可转导向叶片机匣10用来安装零级可转导向叶片9和一级可转 导向叶片11的转动机构。 低压压气机机匣 15是一个具有垂直法兰和水平中分面的圆筒。 在圆筒的内壁环形槽内安装导向叶片；在上半和下半机匣的 外表面上分别布置一个抽气收集器 13，从低压压气机第二级 抽气，去冷却动力涡轮的机匣外壁。
飞机机电设备维修《涡轮的结构》
优缺点：构造简单, 加工方便, 重量较轻, 但冷却 效果较差。
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➢ 冷却式机匣:
➢ 靠从压气机出口引入空气到涡轮机匣外套内，控制 机匣的膨胀量。
➢ 优点：
➢ 涡轮机匣膨胀少， ➢ 涡轮径向
➢ 间隙大小稳定， ➢ 热应力较小。
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➢ 主动式冷却： ➢ 根据发动机的工作状态，
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人为控制机匣的膨胀量， 以保证涡轮径向间隙最小 。
➢ 通常是在涡轮机匣外面加上 数圈冷气管。
➢ 按预定调节规律改变冷却 空气的供给量 。
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内容总结
一、转子结构。受力：离心力，气动力矩，热应力。受力：自身的和叶片的离心力，热应 力。组成：涡轮机匣，导向器〔包括外环、叶片、内环〕及涡轮支承与传力系统。减小涡轮叶 尖径向间隙，提高涡轮效率，但又要保证转子、静子不碰坏。为了减少损失、提高效率、应尽 可能减小径向间隙。控制涡轮间隙的方法是控制涡轮机匣的膨胀量，使涡轮间隙保持为最正确 值。优缺点：构造简单, 加工方便, 重量较轻, 但冷却效果较差
涡轮静子结构的要求
减小涡轮叶尖径向间隙，提高涡轮效率，但又要保证转 子、静子不碰坏；
机匣有足够刚度，但重量要轻；
转子和静子能保持好的同心度；
冷却效果好；
妥善解决转子和静子之间的封气问题
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涡轮间隙： 涡轮机匣与工作叶片叶尖之间的距离叫涡轮径向间隙。
涡轮间隙对涡轮效率有很大的影响, 据估算, 涡轮间 隙假设增加1 毫米, 涡轮效率下降25％,这将使发 动机耗油率增加25％, 所以为了减少损失, 提高效 率,应尽可能减小径向间隙。
为了减少损失、提高效率、应尽可能减小径向间隙。 控制涡轮间隙的方法是控制涡轮机匣的膨胀量，使涡轮
涡轮发动机结构之压气机—静子结构特点
一 低压压气机机匣
承力支板
一 低压压气机机匣
2.风扇机匣
承力支板（整流支板）
一 低压压气机机匣
3.风扇中介机匣（钛合金）
外涵气流
风扇框架 中心毂
内涵气流 风扇框架 中介盒
风扇风单扇元框体架包（外括）4机匣 个可维护组件：
整流支板（柱）
• 静子叶片可通过焊接、螺钉等方式固定在机匣上
固定螺钉
静子叶片
静子叶片通过螺钉固定
叶片焊接在机匣上
讨论：利用结构特点，解释压气机维护注意事项
哪个部分更容易出 现裂纹？
前级或者后级哪个 更容易出现问题？
叶片扭转 叶片前缘较薄、尖 叶片大小逐级变小 叶片数目逐级增多
讨论：利用结构特点，解释压气机维护注意事项
发动机安装节
导向器
安装边 风扇承力机匣
承力支板
一 低压压气机机匣
2.风扇机匣
包容机匣：装有吸音的声学衬套和环氧 树脂等夹层材料，防止叶片断裂后飞出
吸音材料
一 低压压气机机匣
2.风扇机匣
风扇出口导向叶片
将外涵道气流整 流成轴向，更有 效的产生推力
铝合金或者复合材料叶片
一 低压压气机机匣
2.风扇机匣
一 低压压气机机匣
1.机匣基本形式 • 静子组成：机匣和静子叶片
机匣
机匣形式
分半机匣
易安装、刚性不好，结 合面用螺栓连接，如 CFM56高压压气机机匣
分段整环机匣
安装不易，如涡喷 7高压转子机匣
一 机匣基本形式
分段机匣
分半机匣（对开式）
一 低压压气机机匣
2.风扇机匣 风扇机匣
风扇包容机匣
风扇出口
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低压涡轮导向叶片的结构
低压涡轮导向叶片的结构一般由叶片基座、叶片叶片和叶片顶部构成。
叶片基座是叶片的固定部分，通常由铸铁或钢材料制成，并通过螺栓紧固在转子上。
叶片根据流体力学原理设计，旨在引导流体沿着叶片表面流动，并转化成旋转动能。
叶片采用空气动力学的原理，在剖面形状上通常采用流线型。
叶片表面有各种形状的槽和凹槽，用于调节流体流动和降低损失。
叶片的末端通常会有一些小的翘曲或扭转，以进一步优化流体流动，并降低尖端涡的产生。
叶片顶部通常会设有冷却通道，用于引入冷却气体，降低叶片温度。
冷却通道可以通过内部或外部供气方式实现，以确保叶片在高温环境下的工作稳定性和寿命。
此外，叶片的材料通常选用高温合金，以保证叶片在高温和高压工况下的性能和寿命。
基座和叶片之间的连接通常采用可调节的螺栓连接，以便于维修和更换。
总之，低压涡轮导向叶片的结构设计旨在优化流体流动、降低损失、提高热稳定性，并确保叶片在高温和高压工况下的可靠性。