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《航空发动机结构分析》思考题(15章.doc

《航空发动机结构分析》思考题(15章

错落年间我许你yi生
2018-09-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《《航空发动机结构分析》思考题(15章doc》,可适用于领域

《航空发动机结构分析》思考题(章第一章概论航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型,指出它们的共同点、区别和应用。答:共同点原理区别结构区别应用直接反作用力涡喷都主要由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。工作过程中进气、压缩、燃烧后膨胀和排气四个过程在同一时间内不同空间完成。由压气机、燃烧室、驱动压气机的涡轮组成发动机的燃气发生器。利用涡轮出口燃气直接在喷管中膨胀使燃气可用能量转变为高速喷流的动能而产生反作用力。基本五大件军用、民用、特别是超声速飞机涡扇一部分能量通过低压涡轮带动外涵风扇增加外涵气流的喷射速度另一部分能量转变为高速排气的能量带风扇、外涵高亚声速客机和运输机、超声速战斗机间接反作用力涡桨靠动力涡轮把燃气发射器出口燃气中的大部分可用能量转变为轴功率以驱动空气螺旋桨。空气螺旋桨、减速器中小型运输机和通用飞机桨扇兼有涡扇、涡桨特性先进的高速螺桨有多个宽弦、薄叶型的后掠桨叶。未投入实用涡轴基本同涡桨但是燃气发射器的出口燃气所含可用能量几乎全部为动力涡轮所吸收有喷管喷出的燃气只产生很小的推力。带自由涡轮涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的,答:涡喷二十世纪三十直升机年代(年WU年HeSB)涡扇军用涡扇简述涡轮风扇发动机的基本类型。答:不带加力带加力分排混排高涵道比低涵道比。什么是涵道比,涡扇发动机如何按涵道比分类,答:(一)BT外涵与内涵空气流量比(二)高涵道比涡扇(GE)低涵道比涡扇(Alfn)按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。答:压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。从发动机结构剖面图上可以得到哪些结构信息,答:a发动机类型b轴数c压气机级数d燃烧室类型e支点位置f支点类型第二章典型发动机根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标指出各代涡喷、涡扇、军用涡扇发动机的性能指标。答:涡喷表涡扇表军用涡扇表alf发动机的主要结构特点是什么,在该机上采用了哪些先进技术,答:ALF结构特点:全钛进气机匣个导流叶片钛合金风扇高压压气机转子级间电子束焊接高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾榫头的工作叶片环形燃烧室有个双路离心式喷嘴两个点火器采用半导体电嘴高压涡轮叶片不带冠榫头处有减振器低压涡轮叶片带冠涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气空气换热器可使冷却空气降温c加力燃烧室采用射流式点火方式单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障收敛扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各式组成排气方式为内、外涵道混合排气。ALF发动机是什么类型的发动机,它有哪些有点,答:ALF涡轮风扇。优点:单元体设计易维修长寿命、低成本BT高耗油率低噪声小排气中NOx量低于规定第三章压气机航空燃气涡轮发动机中两种基本类型压气机的优缺点有哪些,答:(一)轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大迎风阻力小但是单级压比小结构复杂(二)离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高但是迎风面积大难于获得更高的总增压比。轴流式压气机转子结构的三种基本类型是什么,指出各种转子结构的优缺点。答特点类型鼓式盘式鼓盘式优点抗弯刚性好、结构简单承受离心力载荷能力强兼有抗弯刚性、承受大离心力载荷的能力广泛使用缺点承受离心力差圆周速度的条件差抗弯刚性差结构复杂、加工难度大、同心度难维持在盘鼓式转子中恰当半径是什么,在什么情况下是盘加强鼓,答:(一)某一中间半径处两者自由变形相等联成一体后相互没有约束即无力的作用这个半径称为恰当半径(二)当轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形实际变形处于两者自由变形之间具体的数值视两者受力大小而定对轮盘来说变形减少了周向应力也减小了至于鼓筒来说变形增大了周向应力增大了。对压气机转子结构设计的基本要求是什么,答:基本要求:在保证尺寸小、重量轻、结构简单、工艺性好的前提下转子零、组件及其连接处应保证可靠的承受载荷和传力具有良好的定心和平衡性、足够的刚性。转子级间联结方法有哪些答:转子间:不可拆卸可拆卸部分不可拆部分可拆的混合式。转子结构的传扭方法有几种,答:a不可拆卸:例wp靠径向销钉和配合摩擦力传递扭矩b可拆卸:例Dky端面圆弧齿传扭c混合式:alf占全了cfm精制短螺栓。如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子,答:P图cd工作叶片主要由哪两部分组成答:叶身、榫头(有些有凸台)风扇叶片叶身凸台的作用是什么,答:减振凸台通过摩擦减少振动避免发生危险的共振或颤振。叶片的榫头有哪几种基本形式,压气机常用哪一种,答:a销钉式榫头b枞树型榫头c燕尾式榫头d压气机常用销钉式和燕尾式压气机机匣的功用是什么,答:a提高压气机效率b承受和传递的负载c包容能力列举压气机机匣的三种基本结构形式,答:a整体式b分半式c分段式列举整流叶片c环双转子涡轮风扇与机匣联接的三种基本方法,答:a榫头联接b焊接发动机的中介机匣与中间机匣的区别及功用是什么答:中间机匣在外包括低压压气机机匣中介机匣高压压气机机匣包含关系。简述篦齿密封的基本原理。答:篦齿形成若干个空腔。封气装置两侧总压差pp不变由于分割漏气截面两侧的压差减少。同时尽可能小地保留间隙因为篦齿为刀刃式齿尖做的很薄一旦与静子相碰也不会引起严重后果。减少压差的同时减少了漏气面积有效减少漏气量。为什么要进行整流罩和进气机匣防冰,如何防冰,答:a当发动机在空气湿度较高和气温近C的条件下工作时发动机进口部分如进气道唇口整流罩等易结冰。(一)冰层使发动机进口截面积减小改变发动机进口流场使发动机性能变坏严重时可能引起喘振(二)此外由于振动冰层破裂冰块被吸入发动机打伤叶片b(一)引压气机热空气(二)电加温(三)涂层简述压气机主要的防喘振措施及原理。答a放气机构:把空气从压气机中间级放出b进口可转导流叶片和可弯弯度导流叶片叶片改变角度后使压气机进口预旋量改变进口处第一级叶片进口气流攻角恢复到接近设计态度消除叶背上的气体分离避免喘振发生c多级可调静止叶片。d机匣处理:吹气斜槽环槽e双转子或三转子压气机在相同增压比及总级数时当压气机转子分开后每个转子的级数减少同时各转子可以在各自的最佳转速工作简述压气机静子可调整流叶片的组成及功用。答:组成:可调静止叶片摇臂联动环曲轴作动筒控制器。后面级防喘振使后面级转子叶片进口气流攻角也接近到设计状态的数值消除叶背上的气流分离。离心式压气机主要由哪几部分组成答:离心式叶轮叶片式扩压器压气机机匣。第四章燃气涡轮航空燃气涡轮发动机中涡轮有哪两种基本类型,答:轴流式涡轮径向式涡轮概括涡轮工作条件有哪三高答:燃气温度高转速高负荷高从截面翼型的薄厚、曲率、叶冠、或凸台、榫头、材料、冷却的几个方面看涡轮工作叶片与压气机工作叶片的区别有哪些,答:薄厚曲率叶冠凸台榫头材料冷却压气机薄相对小无有中部燕尾销钉钛合金无涡轮厚较大多数有少数有叶尖枞树铁镍冷却涡轮工作叶片的叶冠的功用有哪些答:利用互相摩擦吸收振动能量从而有效减振相邻叶冠合壁成环型气流限制在叶片与叶冠的流道中流动减小潜流损失提高效率。涡轮转子联接的基本要求是什么,答:a盘与轴联接:足够刚度强度不削弱盘与轴以便能传负荷盘与轴在装配及工作时应可靠的定心联接处高热阻减少盘向轴传热b盘与盘联接:除了强度与刚性可靠定心之外还要考虑级数与联接部分较多对整个涡轮转子的影响(减小热应力便于拆装减小振动)c叶片与盘联接:除了与压气机中要求相同外还要求允许榫头自由膨胀以减小热应力另一方面榫头传热要好。简述可拆卸涡轮转子中盘轴、盘盘的联接方法。答:a盘轴:利用连接件(长螺栓、短螺栓和套齿)将轴与盘连接起来。b盘与盘:依靠长拉杆短螺栓连接。列举枞树型榫头的优点。答:a叶根与轮缘部分的材料利用合理承力截面积大承拉截面接近等强因此重量较轻b榫头在轮缘所占的周向尺寸较小因为在轮盘上可安装较多的叶片c这种榫头可以有间隙地插入榫槽允许榫头与轮缘受热后自由膨胀d可以利用榫头的装配间隙通入冷却空气对榫头和轮缘进行冷却e拆装及更换叶片方便简述涡轮机匣的设计要求。答:a尽可能减少涡轮叶尖径向间隙以提高涡轮效率但又要既要保证机匣具有足够的刚性又要减轻机匣保证工作时转子与静子不致碰坏b重量并便于装配c工作时机匣相互间要很好地热定心转子与静子之间能保持良好的同心度。涡轮机匣和压气机机匣相比的结构特点是什么,a答:整体的涡轮机匣b分段、分半的压气机机匣涡轮部件冷却的目的及对冷却气的要求是什么,在涡轮部件上采用的冷却、散热、隔热措施有哪些,答:目的a提高涡轮前燃气温度T以提高发动机性能b在涡轮前燃气温度T给定时降低零件工作温度到允许范围内以保证这些零件具有必要的机械强度c使零件内温度分布均匀减少热应力d提高零件表面耐蚀性将零件与燃气涡轮气流隔开避免对零件表面的侵蚀e尽可能采用廉价的耐热材料。要考虑冷却空气的压力、流量、温度和清洁以保证冷却的有效性冷却的有效性是指发动机的综合性和性能获得最大的增益。措施a盘的冷却:空气沿轮盘侧面径向吹风冷却空气吹过叶片根部榫槽间隙。b涡轮叶片的冷却:对流冷却、喷射冷却、气膜冷却、发散冷却。涡轮冷却系统的冷却对象有哪些答:叶片榫头、涡轮盘、第一级涡轮导向叶片、轴承、承力环、涡轮外环什么是TCC减少涡轮叶尖间隙有哪些措施,答:(一)TCC涡轮叶尖间隙控制系统(二)在机匣内表面采用易磨封严材料与结构是减小间隙的有隙的有效办法(三)采用主动间隙控制技术使用叶尖间隙尽量处于最佳状态下工作。挂钩式涡轮导向器有哪些优点,答:a涡轮机匣避免了开孔又得到固定叶片用的环槽座的加强这对机匣强度刚性有利又省掉了紧固件装拆方便又可减重b导向叶片的固定可靠。由于气流的轴向力是向后的。促使导向叶片压紧在环槽内c导向叶片外缘板与机匣间有较大的间隙它与涡轮封严环一起与涡轮机匣形成双层壁结构d导向叶片内端有内支撑从而提高了叶片的抗振刚性减少了漏气损失又保证了叶片自由膨胀e利用机匣的扩散形结构很好解决了多级低压涡轮的装配和拆卸问题改善了工艺性和维修性。气冷式涡轮转子叶片的温度分布规律及危险截面的位置是什么,答:图叶根附近应力较大温度分布是叶身中间最高蠕变寿命最短的断裂面通常在叶根稍向外一些的部位。涡轮盘轮缘处的热应力在发动机工作循环中的变化规律是什么,答:,,,,,,,,,,要参考发动机强度用热应力公式解释。第五章燃烧室燃烧室有几种基本类型,答:分管(单管)燃烧室环管燃烧室环形燃烧室。环形燃烧室的四种基本类型是什么,答:a带单独头部的环形燃烧室b全环形燃烧室c折流式环形燃烧室d回流式环形燃烧室。燃烧室主要由哪几部分组成,答:扩压器、壳体、火焰筒、燃油喷嘴、点火器等构件。简述火焰筒的组成及各部分的功用。答a火焰筒筒体:组织燃烧的场所b涡流器:形成火焰筒头部回流区降低气流速度在火焰筒头部形成稳定火焰保证稳定工作。筒形火焰筒有哪些基本类型,答:,,,,,,,,,,,,,,,,可能题有问题。环管型燃烧室在结构上是如何保证火焰筒在工作时不会引起附加载荷的,答:a内外扇形板与涡轮导向器机匣前安装边配合使火焰筒组合件后部径向和周向固定但轴向可以自由热膨胀火焰筒的制造可以采用哪几种方法,答:a机械加工例如WP上有纵向散热片各种气膜式环形火焰筒。b钣金原材焊接WS燃油喷嘴的功用是什么,主要有哪几种类型,答:a喷嘴:将燃油雾化加速混合气形成保证稳定燃烧和提高效率。b离心式喷嘴、气动式喷嘴、蒸发式喷嘴。燃烧室的图列举扩压器的三外壳体上主要有哪些管接头和安装座,答:PWp种结构形式及其优缺点。答:类型特点优点缺点一级扩压器出口流场好压力损失大二级扩压器可引气折衷突然扩张型长度短扩压效果好流动不稳流阻增加出口速度不均匀压力损失增加WS燃烧室是哪种类型,指出它的主要结构特点。答:环管式太长太杂可参考,,,,,,,,,,的燃烧室结构。

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