*,*,*,*,航空发动机构造及强度,授课教师：艾延廷,航发动机教研室,航空发动机构造及强度 授课教师：艾延廷,2024/11/20,2,8.4,静子承力系统,承受和传递发动机静子机匣上负荷的壳体和,构件组成了发动机的静子承力系统。,一、单转子发动机传力方案,内传力、外传力、内外混合传力及内外平行传力。,1,、内传力,尾喷管、加力燃烧室上的负荷以及作用于涡轮机匣上负荷，均由机匣3承受并传到前面的安装节。分管式燃烧室多采用。,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/728.4 静子承力系统 承,2024/11/20,3,图7,-29,发动机内传力方案,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/73图7-29 发动机内传力方案第8章,2024/11/20,4,2,、外传力,涡轮转子支点在涡轮后或涡轮之间的情况。,图,8.47,外传力方案,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/742、外传力图8.47 外传力方案第8章,2024/11/20,5,3,、内外混合传力,图,8.48 WP6,发动机静子承力系统简图,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/753、内外混合传力图8.48 WP6发动,2024/11/20,6,4,、内外平行传力,（1）涡轮支承负荷 后支承承力支板 涡轮机匣,6,安装节。,（2）尾喷管及涡轮静子负荷 发动机外壳 安装节 。,图,8.50,内外平行传力方案,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/764、内外平行传力（1）涡轮支承负荷,2024/11/20,7,二、双转子发动机传力方案,图,8.51,斯贝发动机承力方案,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/77二、双转子发动机传力方案图8.51 斯,2024/11/20,8,（1）低压涡轮后支点7的径向负荷 10根空心承力支板13 内涵道低压涡轮轴承机匣12,低压涡轮静子及其后部负荷,（2）附助安装节,E：,仅承受部分径向负荷，减轻 机匣（内外涵用支板相联）载荷，保证轴向自由膨胀。,（3）高压涡轮转子支点6的负荷 燃烧室的盒形结构向前传出。,沿内涵外机匣前传。,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/78（1）低压涡轮后支点7的径向负荷 1,2024/11/20,9,中介机匣4 安装节,盒形结构前端：扩压器机匣7的10个空心翼形整流支板与内外壁焊成一体。,盒形结构后端：两股气流中10根空心撑杆将，杆的内端与9焊在一起，外端可拆卸。,（4）低压转子前支点1的负荷 19片进,气导流叶片1、进气机匣2,低压压气机前静子上的负荷,（5）2、3支点的负荷 中介机匣4的三个翼形 支板 外壳。,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/79中介机匣4 安装节 盒,2024/11/20,10,8.5,发动机的受力分析,第,8,章 航空发动机总体结构设计,按性质分为三类：,一、气体力的计算,气体力,惯性力,（旋转件，机动飞行时）,热应力,由组件到整体的计算方法。,（一）进气装置上气体轴向力计算,2023/10/7108.5 发动机的受力分析第8章 航空,2024/11/20,11,8.5,发动机的受力分析,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/7118.5 发动机的受力分析第8章 航空,2024/11/20,12,第,8,章 航空发动机总体结构设计,气流作用在进气装置内壁上的静力:,气流作用在进气装置内壁上的,动力：,或写成,：,动压力 静压力,(2-1),(2-1,a,),总和,2023/10/712第8章 航空发动机总体结构设计气流作,2024/11/20,13,第,8,章 航空发动机总体结构设计,讨论：,弯管情况下如何？,结论：,作用于管道上的气体力为该截面上的动压力与静压力之总和。,而,(2-2),(2-3),若进气装置外表面上的空气压力 所造成的轴向力为 ，则整个进气装置部件上气体力应为:,2023/10/713第8章 航空发动机总体结构设计讨论：,2024/11/20,14,第,8,章 航空发动机总体结构设计,式中：,见图（2,5），,燃气流量,（二）涡轮转子上气体轴向力的计算,叶片上气体力+涡轮盘前后各部分所产生的气体轴向力,1、叶片上气体力,由（2,1）式知：,p,b,p,a,p,c,p,1,p,2,p,3,p,4,2023/10/714第8章 航空发动机总体结构设计式中：,2024/11/20,15,第,8,章 航空发动机总体结构设计,3、盘前密封齿以内部分的气体力,(b),(c),2、盘前密封齿以外部分的气体力,(d),4、盘后端面的气体力,单级涡轮转子总的气体轴向力：,2023/10/715第8章 航空发动机总体结构设计3、盘,2024/11/20,16,第,8,章 航空发动机总体结构设计,一般为负值，表示与推力相反。,（三）典型发动机各部件上的气体轴向力分布及转 子轴向力减荷,(2-4),（1）地面试车条件，转子最大转速；,（2）外界大气温度最低（一般为 ），飞机 靠近地面以最大速度飞行。,发动机的总推力：各部件上气体轴向力代数和。,发动机强度校核用计算状态：,2023/10/716第8章 航空发动机总体结构设计一般为,2024/11/20,17,第,8,章 航空发动机总体结构设计,单个轴承能承受的轴向力为：1020,KN,3500+25400+6500+12500+2900=50800,12700+23100+6300=42100,2023/10/717第8章 航空发动机总体结构设计,2024/11/20,18,第,8,章 航空发动机总体结构设计,减载措施：,（1）渗入,B,腔的高压空气通入大气，使腔内压力下降,到,1.31.6,bar,此时压气机转子轴向力从52000,daN,下降到29000,daN;,(2),从第五级压气机后引入气体至,A,腔，使压气机转子轴向力从29000,daN,下降到25400,daN;,(3),涡轮转子与压气机转子轴向力相反，把两组合件轴向联结，可抵消大部分轴向力25400-23100=2300（,daN）,2023/10/718第8章 航空发动机总体结构设计减载措,2024/11/20,19,第,8,章 航空发动机总体结构设计,发动机转子减荷的实际考虑：,（1）不仅地面状态，而且其他状态下气体轴向力,不能超过止推轴承所允许的负荷,；,（2）轴向力不能太小，防止滚球与内外环产生滑,动造成滑蹭损伤；,（3）轴向力不能改变方向，防止轴承受冲击，具,体措施如下：,两转子轴向联结，计算地面状态剩余轴向力；,选择减荷压力及受压面积大小，使整个转子轴向力负荷低于止推轴承允许承受的负荷；,校核其他状态轴向力负荷。,2023/10/719第8章 航空发动机总体结构设计 发动,2024/11/20,20,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/720第8章 航空发动机总体结构设计,2024/11/20,21,第,8,章 航空发动机总体结构设计,为0，两截面周向分速度平均值和平均半径；,为燃气流量（,kg/s）。,二、气体力作用于组合件的扭矩,轴向进气 ,叶栅作用于气体的扭矩：,2023/10/721第8章 航空发动机总体结构设计,2024/11/20,22,第,8,章 航空发动机总体结构设计,即,故,因出口气流接近轴向，认为,同理，在涡轮转子叶片中，叶片给气流的扭矩为：,由反作用原理，气体给叶栅的反作用力矩：,2023/10/722第8章 航空发动机总体结构设计即故因,2024/11/20,23,第,8,章 航空发动机总体结构设计,则,（反作用力）,同理，轴流式压气机所受总扭矩为零：,在涡喷发动机中，略去机械损失，但不计传动,附件扭矩，则,涡轮转子反向扭矩,2023/10/723第8章 航空发动机总体结构设计则（反,2024/11/20,24,第,8,章 航空发动机总体结构设计,比较上面等式，有,（涡喷发动机上承受的总扭矩为零）,2023/10/724第8章 航空发动机总体结构设计比较上,2024/11/20,25,第,8,章 航空发动机总体结构设计,三、发动机的惯性力和惯性力矩,静子机匣上的陀螺力矩：,发动机转子绕轴线的转动惯量,与 的夹角,2023/10/725第8章 航空发动机总体结构设计三、发,2024/11/20,26,第,8,章 航空发动机总体结构设计,飞机转弯时，转子的惯性离心力,W,转子重量,飞机或飞机零部件质量惯性力是飞机或飞机零部件重量的,n,倍，飞机强度规范有规定。,飞机俯冲拉起时,n,最大，歼击机,n=78,轰炸机,n=36。,（2-6）,2023/10/726第8章 航空发动机总体结构设计飞机转,2024/11/20,27,第,8,章 航空发动机总体结构设计,根据飞机强度规范给定的,n :,2023/10/727第8章 航空发动机总体结构设计,2024/11/20,28,8.7,发动机在飞机上的安装,安装节：发动机与飞机的联接件。,主安装节：承受轴向力，轴向定位。,辅助安装节：承受径向和周向负荷。,（1）主安装节所在平面为主安装平面，位于刚性强、强度大的零件上；尽可能位于低温处;注意发动机重心位置；缩短与止推轴承的轴向距离。,（2）辅助安装面：没有主安装面的安装面。,（3）推力圆：发动机的反推力作用点位于截面中心的一个范围；主安装面上主安装节多于两个时，各主安装节的连线尽可能不通过推力圆，以使所有安装节在发动机工作期间受力方向不变。,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/7288.7 发动机在飞机上的安装（1）主安,2024/11/20,29,WP6,发动机安装节的分布,第,8,章 航空发动机总体结构设计,2023/10/729 WP6发动机安装节的分布第8章,11,醉翁亭记,1,反复朗读并背诵课文，培养文言语感。,2,结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。,3,把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。,4,体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修,(1007,1072),，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰,(,今属江西,),人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年,(1045,年,),，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字,1,初读文章，结合工具书梳理文章字词。,2,朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁,/,皆山也。其,/,西南诸峰，林壑,/,尤美，望之,/,蔚然而深秀者，琅琊也。山行,/,六七里，渐闻,/,水声潺潺，而泻出于,/,两