AL-31F小涵道比渦扇發(fā)動機

1、. AL-31F發(fā)動機是由發(fā)動機是由俄羅斯俄羅斯留里卡土星留里卡土星“科科研生產聯(lián)合體研生產聯(lián)合體”研制的研制的帶加力燃燒室的渦扇發(fā)帶加力燃燒室的渦扇發(fā)動機動機，它是，它是在在AL-21的的基礎基礎上發(fā)展而來上發(fā)展而來。1985年該發(fā)動機研制達標后，用于蘇年該發(fā)動機研制達標后，用于蘇-27、蘇、蘇-30和和蘇蘇-35戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗機。除了用在雙發(fā)布局飛機。除了用在雙發(fā)布局飛機之上，之上，它它還推出了可用在單發(fā)布局飛機上的還推出了可用在單發(fā)布局飛機上的改型發(fā)動機改型發(fā)動機AL-31FN。. AL-31F的結構形式是的結構形式是雙轉子加力式渦輪雙轉子加力式渦輪風扇發(fā)動機風扇發(fā)動機。其性能是優(yōu)良的，具有

2、明顯。其性能是優(yōu)良的，具有明顯優(yōu)優(yōu)勢勢： （1）尺寸小，推力大。）尺寸小，推力大。 （2）穩(wěn)定性高。）穩(wěn)定性高。 （3）維修簡便。）維修簡便。 （4）使用壽命長。）使用壽命長。. 1、高壓壓氣機結構形式及特點、高壓壓氣機結構形式及特點.高壓壓氣機結構. 高壓壓氣機為9級軸流式。第13級盤用電子束焊焊在一起，而第46級盤同樣用電子束焊焊為一個整體。第79級則為單盤，而用長螺栓與6級盤連在一起。并且9級壓氣機盤與葉片連接的榫頭均為環(huán)形燕尾槽。這種結構對于葉片較大的前兩級葉盤就其強度分析上有較大的不足，但是為了減輕重量，只能接受這種結構，在結構優(yōu)化設計和工藝加工上進行補償。轉子的前軸頸由第4級盤前伸

3、，第3級處連接，以便縮短轉子長度。第16級盤為鈦合金構件，第79級則用耐熱合金制成。第15級轉子葉片用鈦合金制成，第69級轉子葉片用耐熱合金制成。進口導流器和1級導流器均由鈦合金制成并裝在一個由鈦合金制成的前機匣上。進氣導流器和第12級導流器，共三排是可調的。18級導流器均為懸臂式結構，出口導流器也是雙排串列葉柵。. 低壓壓氣機為4級軸流式，增壓比為3.6。整個低壓壓氣機為全鈦結構。前3級轉子葉片帶有阻尼凸臺。整個低壓壓氣機轉子用電子束焊焊為一個整體構件。第四級轉子葉片對應的外機匣上，帶有機匣處理環(huán)腔，即在機匣內壁開有400個斜槽，用以提高其穩(wěn)定工作裕度。第四級出口整流葉片為雙排的串列葉柵。低

4、壓壓氣機機匣為整體分段。. 1）風扇機匣為整體分段，這可以最大限度的保證在任何工作狀態(tài)下機匣的變形保持原形，從而提高風扇的效率。2）風扇轉子前兩級為焊接，后兩級為螺栓連接。這是由于后軸頸與第三級盤連接，以縮短風扇轉子支承間的距離，此外還可以提高轉子的維修性。3）風扇前后軸與輪盤焊接，以減輕轉子重量。4）前兩級風扇葉片與盤連接榫槽槽向固定為徑向銷釘，大可承受較大的槽向分力，以保證葉根大的傾斜角。5）風扇第四級動葉后對應機匣位置有處理機匣以防止喘振，擴大穩(wěn)定工作裕度。6）由于風扇葉片在設計中過于追求高的效率而采用大展弦比葉片，從而降低了風扇葉片的抗外物打傷性能，因此，在結構上通過在前三級葉片上設計

5、凸肩以保證發(fā)動機可靠性。. 高壓渦輪 高低壓渦輪均為單級。高壓渦輪導向器共有14組，每組3個葉片。高壓渦輪轉子葉片共90片，不帶冠，榫頭處帶有摩擦阻尼減振器。高壓渦輪盤與前后軸用螺栓連接。. 低壓渦輪 低壓渦輪導向器共11組，每組亦為3 個葉片。轉子葉片亦為90片，帶冠。低壓渦輪軸的特點是前后分為三段，前、后段由耐熱不銹鋼制成，中段由鈦合金制成，三段間以“叉型”結構用徑向銷釘連為一體。為減小高壓渦輪后支承軸承與低壓軸后支點的距離，以減小在工作過程中轉子間的動力影響，低壓渦輪盤孔較大，并通過三叉型軸頸連接低壓渦輪盤、渦輪軸和高壓后軸承。. 低壓轉子的支承方案采用1-2-1四點支承方案，即風扇轉子

6、支承于2個支點，低壓渦輪也支承于2個支點，兩轉子間采用傳遞扭矩與軸向力的特殊的柔性聯(lián)軸器連接。 高壓轉子仍采用1-0-1兩支點方案，且后支點為中介支點。 由于低壓渦輪轉子支承于兩個支點上，工作時非常平穩(wěn)，因而通過中介軸承支承于低壓渦輪轉子上的高壓轉子，工作非常穩(wěn)定。但這種支承方案卻使低壓轉子的聯(lián)軸器及渦輪前支點的結構變復雜。.AL-31F的靜子承力系統(tǒng)在承力方案上采用了三個承力框架：.1、在風扇前1號支點處由進口導向器葉片固定部分作為受力框架將輥棒軸承的徑向負荷外傳，經風扇機匣傳至主安裝節(jié)。2、在風扇和高壓壓氣機之間的中介機匣是發(fā)動機主承力框架，風扇后2號支點、低壓渦輪軸前支點即3號支點和高壓

7、壓氣機前4號支點所承受的軸向載荷和徑向載荷均通過中介機匣傳到安裝節(jié)上3、后傳力框架由渦輪后支板、內錐和外機匣組成。由于高壓渦輪軸后支點是轉子間中介抽出，其徑向載荷傳到低壓軸上，連同低壓渦輪的徑向載荷由低壓渦輪后支點傳至后傳力框架后，再經渦輪外機匣等傳到輔助安裝節(jié)上。.1、高壓壓氣機轉子結構的連接特點高壓壓氣機轉子結構的連接特點 葉片與盤的連接：高壓壓氣機中全部采用了環(huán)形燕尾榫頭，這種結構加工方便，裝配簡單，特別是在更換葉片時只需打開壓氣機機匣即可拆裝葉片，但由于榫頭尺寸相當于燕尾榫頭較小，因而在一些發(fā)動機中只用在離心力較小的壓氣機后幾級葉片上，而AL-31F高壓壓氣機中全部采用環(huán)形燕尾榫頭實屬

8、少見。. 盤與盤的連接：第13級盤用電子束焊焊在一起，而第46級盤同樣用電子束焊焊為一個整體。第79級則為單盤，而用長螺栓與6級盤連在一起。由于后幾級與燃燒室非常接近，如果使用短螺栓連接，就會使要保證的熱定心，傳扭等的參數(shù)十分復雜，所以采用了長螺栓連接。在這種由長螺栓將四級輪盤連接結構設計中，各盤之間夾一個等直徑鼓筒，鼓筒與盤靠圓柱面定位，由多根長螺栓軸向拉緊，靠端面壓緊的傳扭鼓筒傳扭。 盤與軸之間的連接：長螺栓連接。.2、高壓渦輪轉子連接結構特點高壓渦輪轉子連接結構特點 葉片與盤的連接：樅樹形榫頭連接，葉片榫頭呈楔形，輪緣凸塊呈倒楔形，這種榫頭重量輕，榫頭在輪緣所占的周向尺寸小，因而在輪盤上

9、可以安裝較多的葉片。這種榫頭有間隙的插入榫槽內，允許輪緣受熱后能自由膨脹，因而減小了連接處的熱應力，由于裝配間隙的存在，低轉速時葉片可以在榫槽內有一定相互移動，起到一些阻尼減振作用，并可自動定心，減小了離心力所引起的附加彎矩。這種榫頭也有利于冷卻。但這種榫頭也有缺點，容易發(fā)生應力集中，加工精度高等。. 盤與軸的連接：采用短螺栓連接。由于設計要求盡量縮短軸的長度和制造工藝的限制，渦輪盤與前后軸頸采用短精密螺栓連接，前軸頸同樣通過短螺栓與渦輪軸連接。為保證長期使用轉子而不發(fā)生偏心和接觸面磨損增加轉子的不平衡，造成轉子系統(tǒng)振動加大，在每個連接面上都設計有定心面。 由于高壓渦輪轉子為單級，所以沒有盤與

10、盤之間的連接。. 由于低壓轉子采用四支點支承方案，聯(lián)軸器既要傳遞扭矩又要保證渦輪軸壓氣機在工作時不會產生由于轉子系統(tǒng)不同心所產生的附加振動，因此，低壓轉子采用四個支點低壓聯(lián)軸器，多用途但復雜。在聯(lián)軸器設計中，必須解決的問題是，保證在風扇轉子和低壓渦輪轉子不同心的情況下，轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，同時可以傳遞大的扭矩和軸向力。在AL-31F低壓轉子聯(lián)軸器的結構設計中，采用軸向力傳遞路線和扭矩傳遞路線分別設計的概念。通過傳扭套齒短軸和風扇后的軸承襯套分別連接風扇軸和渦輪軸，其中利用三對套齒的間隙以適應轉子的不同心。 柔性結構，易于安裝，具有有效保護作用。. 低壓渦輪. 上圖所示兩個軸承座的力均通過中介機

11、匣傳出。其中，低壓渦輪的前軸承位于高壓軸所帶的套筒結構內，為中介軸承，高壓壓氣機的軸頸前斷有套齒，套齒帶動低壓轉子的輥棒軸承及其外面的大滾珠軸承之間的套筒結構，進一步傳動中央錐齒系統(tǒng)。高壓轉子的前軸承采用了彈性擠壓油膜阻尼器和石墨封嚴裝置。. 低壓渦輪后支點：低壓渦輪轉子的軸頸通過徑向銷釘與渦輪盤連接，軸頸通過滾棒軸承支承，彈性擠壓油膜阻尼器，最后將力傳到承力支板上。后支承中同樣采用了石墨端面滑油封嚴組合。接觸式石墨封嚴裝置. 高壓渦輪. 高壓渦輪轉子的后支點：該支點采用中介軸承設計，用螺栓將后軸頸與高壓渦輪盤連接，使高壓渦輪轉子后支點盡量靠近低壓渦輪后支點，從而減小高低壓轉子之間的動力影響。由于高壓渦輪轉子后置帶你中介軸承的使用，縮短了發(fā)動機長度，省略了一個承力框架，從而有效地減輕了發(fā)動機的質量。另外，高壓渦輪轉子后支點也采用了接觸式的石墨封嚴裝置，由一對鋼襯套和一對石墨墊圈組成，石墨墊圈之