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9所示的普惠公司的MTFE发动机即是一例。在CFM56发动机中,它的最新型号CFM56-7也采用了大的间距。
7.4 压气机
7.4.1增压压气机
结构如图15 由进气锥、风扇叶片、增压转子、增压转子、增压器工作叶片、风扇承力框架组件组成。
3级增压压气机转子采用了鼓式结构,直接与风扇轮盘后缘安装边用螺栓连接。由于增压压气机转子转速低,直径小,轮缘处的切向速度小,因此,在所有高涵遭比涡扇发动机中,均采用纵向刚性好、结构简单的鼓式转子。
7.4.2 高压压气机
结构(见图29)。9级压气机压比约为12.0,平均级压比为1.32,第1级工作叶片叶尖切线速度为400 m/s,平均展弦比为1.49,转子做成盘鼓混合式的结构,由5个组件组成,即钛合金做的前轴、1~2级转子、3级轮盘,由镍基合金做的4~9级转子,压气机后篦齿封严盘,在第3级轮盘处用螺栓将1~2
级转子、4~9级转子,前轴连接起来,在后篦齿封严盘处,用螺栓将压气机转子与高压涡轮转子连接组成发动机的高压转子。钛合金做的1~3级工作叶片用轴向燕尾榫头装在相应级中的轮盘轴向榫槽中,而镍基合金做的4~9级工作叶片则分别装在各级轮盘的环形燕尾槽中,所有的工作叶片均可在不分解转子的情况下拆换,4级盘与5~9级转子均用低压(增压)压气机后的空气通过前轴上的几个孔引入转子内腔中,进行内部冷却,图30示出了转子内部冷却空气流动情况。第1级工作叶片上,作有增加刚性的肋条,用以防止流入核心机的外物打坏第1级工作叶片,除此之外,进口导流叶片不仅做成弯刀形式,还与工作叶片前缘间留有较大缝隙,以避免外来物(鸟等)卡在静叶与工作叶片间弄坏工作叶片。各级工作叶片数为:38,53,60,68,75,82,82,80,76。
大涵道比风扇发动机受力及压气机内部冷却如下图。
7.5 机匣
机匣做成沿圆周是对开的两半.由前至后又做成两段,前机匣的前段上装有从进口导向叶片到第5级静叶共6排静叶,前机匣的后段从第3级静叶后向后呈扩张形,直至第5级静子叶片后缘,然后与也做成扩散形的延伸机匣用螺栓相连,延伸机匣向后延伸直到第9级工作叶片后缘处,与燃烧室外机匣前伸段相连,形成压气机后段的外层承力机匣,用Incol718做成的延伸机匣与用钛合金做的前机匣虽是用螺栓连接在一起,但一经连接后,就不允许再分解。
由于前机匣与1~3级工作叶片均是用钛合金做的,为避免工作中钛制工作叶片与钛制机匣相磨碰引起钛着火问题,在机匣内径与工作叶片相对应的位置上,嵌有防火隔层及易磨层,见图29中圆图中所示。
由进口导流叶片至第3级静叶共4排,做成安装角是可以调节的。安装6~8静叶的后机匣由Incol903做成,用后安装边与燃烧室外机匣前安装边用螺栓相连,前端是悬臂地插在前机匣中。第9级的静叶做在燃烧室中的扩散通道内。
压气机前后机匣在使用中均做了较大的改动,前机匣于1988年2月改用M152合金钢做,而且将原来用Incol718做的延伸段也改用M152,将两者作为一整体。改用合金钢后,取消了原来装在机匣内的防火隔层,这一改进,使零件数目减少了约140件,重量增加5.64k由于M152的膨胀系数低于钛台金的,因此机匣内径向内缩小了0.127mm。
CFM56-3的高压压气机后机匣原来用低膨胀系数的Incol1903合金做,1986年11月改用了Incol1907做,Incol1907也是低膨胀系数合金,但它抗锈能力较好,用以提高后机匣的抗锈蚀能力。
后机匣原来沿圆周做成上下对半的,但在1984年12月改成沿圆周做成四段,即每90°一段,分开面分别在垂直与水平位置上。但在-5系列中又恢复成上下两半的结构。在使用中曾出现第1、第2级工作叶片燕尾型榫头在轮盘的榫槽中磨蚀并引起叶根断裂的事件,反映出榫头长度不够,为此,由1991年1O月起,将叶片榫头加长,相应地将轮盘厚度也加大。第1级叶片掉头轴向长度增加7.6mm,叶身未做变化,第2级叶片榫头轴向长度增加了6.4 mm,叶身只是在靠近根部处厚度稍为增大了一点,其他全部未变。为适应叶片榫头轴向尺寸加大,1,2级轮盘相应地做了改动,由于榫头尺寸加大,叶片重量相应加大,为此,轮盘其他尺寸也稍做修改,见图31所示。做了上述改动后,发动机重量增加了2.7 kg。
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