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F119发动机综述介绍

2018/06/1996 作者:佚名
导读: F119发动机由3级风扇、6级高压压气机、带气动喷嘴、浮壁式火焰筒的环形燃烧室、单级高压涡轮与高压涡轮转向相反的单级低压涡轮、加力燃烧室与二维矢量喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心机、低压涡轮、加力燃烧窒、尾喷管和附件传动机匣等6个单元体,另外还有附件,FADEC及发动机监测系统,与F119相竞争的YF120发动机为变循环发动机,在2级风扇后有一可调节的外涵出气环,在高压压气机中,第一级

F119发动机由3级风扇、6级高压压气机、带气动喷嘴、浮壁式火焰筒的环形燃烧室、单级高压涡轮与高压涡轮转向相反的单级低压涡轮、加力燃烧室与二维矢量喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心机、低压涡轮、加力燃烧窒、尾喷管和附件传动机匣等6个单元体,另外还有附件,FADEC及发动机监测系统,

与F119相竞争的YF120发动机为变循环发动机,在2级风扇后有一可调节的外涵出气环,在高压压气机中,第一级工作叶片做得较长成为风扇,称之为核心机传动的风扇,其后有流向外涵的出气环,在工作中始终是打开的,因此称主外涵出气环。在低工况时,两个外涵道均打开,使涵道比加大以获得低的耗油率;在大工况时,2级风扇后的可调节放气环关闭,发动机成为小涵道比涡轮风扇发动机,以增加单位推力。风扇到核心机间的压力匹配是通过装在加力燃烧室前的可变面积涵道引射器(VABI)将外涵气流引向加力燃烧室来达到。VABI除对加力燃烧室隔热屏进行冷却外,还将外涵多余的气流引射到尾喷管喉道前的排气气流中,以加大推力。

YF120的风扇、压气机均比F119少1级,且高低压涡轮间无导向叶片,因此YF120比F119少5排叶片。表4列出了GE公司的YF120与普惠公司的YF119结构上的主要差别。

F119总体结构设计中,与普惠公司以往的发动机相比,有两个突出的变化,其一是高压转子支承方式改用了GE公司惯用的形式,其二是高压涡轮采用了单级。

普惠公司在20世纪60年代后期开始研制的民用发动机(JT9D、PW2037和PW4000)及军用发动机(F100)中,高压转子均采用1-1-0支承方式,即高压压气机前为滚珠轴承,后支点设在高压涡轮前,即高压涡轮是悬臂支承的,该轴承的负荷是通过燃烧室机匣传出的。图5示出的F100-PW-100发动机的支承简图是其代表。这种设计不仅使发动机承力框架数多,而且高压涡轮由于要装轴承使轴径小、且涡轮盘是悬臂支承的,给转子动力学设计带来困难,

GE公司的发动机(军用的有F101,F110、F404,民用的有CFM56)中,高压转子则采用了1-0-1支承方式,即转子的后支点设在高压涡轮后,且采用了中介轴承,即该轴承的外环固定于高压转子上,内环固定于低压转子上。这种布局不仅可减少承力框架,而且高压涡轮轴轴径可做得很大,增加了转子刚性,它的缺点是中介轴承的润滑与封严较为复杂些。普惠在研制F119时,对高压转子的支承方案一改以往的做法,采用了GE公司在F110,F404中采用1-0-1且后支点用中介轴承的设计。图6示出了F119发动机简图,从中可以看出高低压转子的支承方式,同时还能看出各部什的主要设计特点。

普惠公司在该公司最新的民用发动机PW8000中也采用了1-0-1高压转子支承方式,这一设计变化,值得注意。

高压涡轮的设计中,普惠公司在20世纪60年代后期开始研制的发动机,例如它的大型、民用发动机JT9D、PW2037和PW4000以及军用发动机F100均采用了双级设计。这种设计,使每级涡轮的负荷小,涡轮效率要大些,但带来零件多,重量大的缺点。GE公司则在同时期研制的发动机(军用:F101、FllO和F404,民用:CFM56)中,均采用了单级高压涡轮,虽然涡轮效率稍低,但收到了使发动机的结构简单,零件教少,重量轻等好处。在F119设计中,普惠公司也一改以往的做法,采用了单级高压涡轮的设计(见图6).这一改变也是为了提高推重比。

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