航空发动机结构-第八章-附件系统
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第一章绪论1. 简述航空发动机研究和发展工作的特点。
1)技术难度大。
涉及学科众多,零件数量庞大并且工作环境复杂、苛刻。
然而对发动机的性能、重量、适用性、可靠性、耐久性、和环境特性等又有极高的要求。
2)周期长,发动机的研制周期为9~15年3)费用高,航空业均衡发展的国家,发动机的研究和发展费用约占研究总费用的1/4,占发动机销售额的12%~15%,远高于机械制造业3%~4%的比例。
2. 简述航空燃气涡轮发动机的基本类型及其特点。
分为涡喷、涡桨、涡扇、涡轴、桨扇。
涡喷:由于做功过程是连续的,又发动机本身就是推进器,没有像螺旋桨那样需要限制速度,所以推力较活塞发动机大得多,推力大、重量轻、能适应高空飞行的优点,突破了音障。
但由于发动机的推力是从高速排出的高温燃气获得的,所以涡喷存在耗油率高的缺点。
涡桨:结构以涡喷为基础,将轴延长至进气道前,安装一个直径较大的螺旋桨。
其排气能量损失小,推进效率高,所以耗油率低。
由于有直径较大的螺旋桨,飞行速度受到限制,由于Ma=0.5~0.7.由于螺旋桨和减速器的限制,功率也不可能太大。
涡扇:其是由推进喷管排出燃气和风扇加速空气共同产生推力的涡轮发动机,涡扇发动机具有喷气速度小、噪声低、耗油率小、推力大等优点,但由于具有涵道比,发动机的迎风面积大,喷气速度小,不适宜用于超音速飞机。
涡轴:主要用于直升机,工作和构造上基本同于涡桨发动机,但燃气排出速度较低产生少量动力,大部分的动力有螺旋桨提供。
桨扇:兼具涡扇与涡桨的优点,比现有的涡扇更省油并接近涡桨发动机,又能以接近涡扇发动机的飞行马赫数巡航。
由于发动机的转速较高产生较大的噪音。
第三章一、填空题1. 现代涡轮喷气发动机的结构由(进气道)、(压气机)、(燃烧室)、(涡轮)、(排气装置)五大部件和附件传动装置与附属系统所组成。
2. 发动机工作时,在所有的零部件上都作用着各种负荷。
根据这些负荷的性质可以分为(气体负荷)、(质量负荷)和(温度负荷)三种。
南京航空航天大学硕士学位论文航空发动机高速附件传动系统研究和设计姓名:***申请学位级别:硕士专业:机械设计及理论指导教师:***20070301南京航空航天大学硕士学位论文摘要现代航空发动机功率和附件转速日益提高,需要高转速的附件传动系统与之匹配。
高转速的附件传动系统,不仅能够传递更大的功率,而且减轻发动机的重量,提高推重比。
首先,论文阐述了附件传动设计的基本方法,对航空附件传动系统的特点进行分析;结合本人多年从事附件传动系统设计的工作经验,研究了将起动传动系统与高转速附件传动系统联结成一个传动系统的结构设计方法,并阐明了实现这种设计的关键是高速斜撑超越离合器。
随后,论文分析了将起动传动系统与附件传动系统联结成一个传动系统的关键件——超越离合器的工作原理;在总结国内研制经验的基础上,结合国外的新进展,对高速斜撑超越离合器的结构设计、受力计算等关键技术进行了深入的研究,并对通常用于减速器的斜撑超越离合器结构进行改进设计,以满足高速航空附件传动系统的使用要求。
最后,论文简要分析附件传动箱体结构,介绍现代CAE设计方法并选择MSC.Patran 平台,在MSC.Patran环境中建立有限元模型;通过MSC.Nastran静态分析给出了飞机俯冲爬升状态下的附件传动箱体应力分布情况,确保为发动机附件提供稳固的支撑平台。
论文在本人多年从事附件传动实践工作的基础上,运用计算机辅助设计技术,从理论上对航空发动机高速附件传动系统进行了研究,为航空高速附件传动系统的设计提供了新思路。
关键词:航空发动机, 高速附件传动,斜撑超越离合器,CAE,MSC.PatranABSTRACTWith development of higher aero-engine’s power and accessory’s rotate speed, high-speed accessory transmission system should be developed to match the improvement, which can transfer higher power, lighten the aero-engine’s weight and heighten thrust-weight ratio.Firstly, accessory gear’s traditional design methods are set forth here, as well as the characteristic of accessory transmission system. Then with many years of my work experience in this field, a method of structure design is studied, in which high-speed accessory transmission system is designed as the combination of start drive system and high speed accessories drive system, the key to realize this design is high-speed sprag overrunning clutch.Subsequently, the paper accounts the operating principle of sprag overrunning clutch which is the key part combining start drive system with high speed accessories drive system. On the basis of summary of domestic research experience and new progress aboard, key technologies such as structure design and strength analysis are thoroughly studied in this thesis. Further, structure of sprag overrunning clutch has been ameliorated to meet the demands of high speed accessory transmission system.Finally, body structure of high speed accessory gearbox is briefly analyzed in this paper. Modern CAE design methods are introduced. MSC.Patran platform is chosen and finite element models are established in this environment. The strain distributing condition of gearbox’s body is proposed according to the MSC.Nastran static analysis, which provides firm propping platform for accessories of engine.With many years of my work experience, application of CAD technology and the research of the aero-engine's high-speed transmission system, this paper supplies a new thoughtway in the field。