高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展研究

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1、目錄摘要…………………………………………………………………關(guān)鍵詞………………………………………………………………第一章高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程……………………………第二章高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展特點(diǎn)…………………………第三章高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)衍生………………………第四章結(jié)束語………………………………………………………致謝…………………………………………………………………參考文獻(xiàn)………………………………………………………………20高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展研究航空裝備工程系發(fā)動(dòng)機(jī)0701班蒙正猛指導(dǎo)老師：賈斯法摘要:高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是指涵道比4以上的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。由于大涵道比渦

2、扇發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率低、噪聲小，被廣泛用于大型民用和軍用運(yùn)輸機(jī)以及其他大型亞聲速飛機(jī)。世界上第一種高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是1969年10月定型的美國(guó)通用電氣公司TF39-GE-1A，涵道比為8，起飛推力近20000daN，用于C-5A軍用遠(yuǎn)程戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)。大推力的高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)推動(dòng)了巨型寬體客機(jī)的誕生，1970年1月，涵道比為5.2的普惠公司JT9D-3渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)裝備波音747-100寬體客機(jī)投入使用。從此，高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)開始在民用領(lǐng)域獲得大量使用，成為民用發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)的主角，其技術(shù)也迅速發(fā)展。一些新研制的或老型號(hào)軍用運(yùn)輸機(jī)的升級(jí)也紛紛采用民用高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)改型。關(guān)鍵詞：

3、高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程發(fā)展特點(diǎn)改進(jìn)衍生20第一章高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程（a）寬體，大型，遠(yuǎn)程飛機(jī)要求發(fā)展高涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)。1970年1月，世界上第一型采用高涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的寬體客機(jī)波音747投入運(yùn)營(yíng)，不僅開創(chuàng)了民用航空史上新的篇章，而且將航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程推到一個(gè)嶄新的階段——高涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)代。從此，不僅所有新研制的干線客機(jī)均采用了高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)；而且一些老的客機(jī)，也用高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)取代了原來使用的低涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。在最近十余年時(shí)間中，支線客機(jī)也逐漸采用高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，我國(guó)正在研制的ARJ21支線客機(jī)就采用了CF34-10發(fā)動(dòng)機(jī)。波音公司與

4、空中客車公司在近40年的時(shí)間內(nèi)，發(fā)展了十余種載客量不同，航程各異的雙發(fā)與四發(fā)干線客機(jī)，在各種客機(jī)中，又各自發(fā)展了載客量與航程各異的序列飛機(jī)，因此，自上世紀(jì)70年代初至今已有各型干線客機(jī)50～60種。為了滿足這些客機(jī)的需要，世界上各大發(fā)動(dòng)機(jī)公司發(fā)展了幾十型高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，按推力級(jí)的大小來分，可分為為五個(gè)推力級(jí)：1)小推力級(jí)（89～134kN）、2)中推力級(jí)（170～190kN）、3)大推力級(jí)（230～260kN）、4)超大推力級(jí)（300～320kN）5)特大推力級(jí)（330～454kN）。20新形勢(shì)下，發(fā)動(dòng)機(jī)則向低成本、低污染（低噪聲與低排放）與更高可靠性的方向發(fā)展，以適應(yīng)為新

5、世紀(jì)研制的豪華、舒適與經(jīng)濟(jì)的新型客機(jī)的需要。在這些發(fā)動(dòng)機(jī)中有：1)用于A380的GP7200與Trent900發(fā)動(dòng)機(jī)，其推力為310～340kN；2)用于A340-500與A340-600的Trent500發(fā)動(dòng)機(jī)，其推力約為250kN；3)用于波音787的Trent1000及GEnx，其推力為250～330kN。發(fā)動(dòng)機(jī)推力的大小是按飛機(jī)要求而定的，大推力的發(fā)動(dòng)機(jī)并不一定是性能最好的發(fā)動(dòng)機(jī)。大推力發(fā)動(dòng)機(jī)具有零件尺寸大、加工量大、試驗(yàn)設(shè)施要求高等特點(diǎn)，會(huì)增加研制難度。而小推力的發(fā)動(dòng)機(jī)，在同樣的設(shè)計(jì)水平下研制要容易些，研制經(jīng)費(fèi)少，周期短。縱觀從上世紀(jì)70年代初投入使用的到2008年投

6、入使用的高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，按照發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的循環(huán)參數(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)，大致可分為以下幾個(gè)階段:（1）初期階段：2020世紀(jì)70年代初至80年代中。發(fā)動(dòng)機(jī)總壓比低，約為22～30，涵道比約為4.2～5.0，主要用于波音747-200/-300,L1011，DC-10,波音757等客機(jī)。這類發(fā)動(dòng)機(jī)，基本采用了常規(guī)的設(shè)計(jì)技術(shù)、材料與制造工藝。（2）中期階段：20世紀(jì)80年代初至90年代初。發(fā)動(dòng)機(jī)總壓比約為28～34,涵道比約為5.0～6.0，主要用于波音747-400,波音767等飛機(jī)上。此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)、材料、工藝以及調(diào)節(jié)器上均有較大的改進(jìn)，例如葉型設(shè)計(jì)已由二維逐漸向準(zhǔn)三維、全三

7、維發(fā)展；整體焊接的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子取代了螺栓連接的結(jié)構(gòu)；定向結(jié)晶、單晶材料渦輪葉片以及粉末冶金的渦輪盤廣泛被采用；全功能數(shù)字式燃油調(diào)節(jié)器FADEC取代了傳統(tǒng)的燃油調(diào)節(jié)器等。（3）近期階段：2090年代初至90年代末。發(fā)動(dòng)機(jī)總壓比約為34～40，涵道比約為6.0～8.0，主要用于A330、A340、波音777和波音A321等飛機(jī)上。此階段的發(fā)動(dòng)機(jī)采取了許多提高部件效率的措施，例如風(fēng)扇、高壓壓氣機(jī)與渦輪的葉片全部采用全三維設(shè)計(jì)，且風(fēng)扇葉片由減振突肩的大展弦比設(shè)計(jì)改為無突肩小展弦比（寬弦）設(shè)計(jì)；為減輕風(fēng)