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第1章 概述1

1.1 航空燃气涡轮发动机的功用与要求1

1.2 航空燃气涡轮发动机的基本类型2

1.2.1 涡喷发动机5

1.2.2 涡桨发动机6

1.2.3 涡轴发动机7

1.2.4 涡扇发动机9

1.2.5 螺桨风扇发动机13

1.3 航空燃气涡轮发动机发展概况17

思考题22

第2章 压气机23

2.1 概述23

2.2 轴流压气机转子32

2.2.1 转子的基本结构形式32

2.2.2 转子叶片及其与轮盘的连接46

2.3 轴流压气机静子60

2.3.1 风扇静子机匣61

2.3.2 压气机机匣与静子叶片64

2.4 进气、防冰与防外物进入装置71

2.4.1 进气机匣与进口导流叶片71

2.4.2 防冰装置71

2.4.3 防止外物打伤的措施73

2.5 防喘振装置76

2.5.1 放气机构77

2.5.2 可调进口导流叶片与可调静子叶片78

2.5.3 可变弯度的进口导流叶片79

2.5.4 处理机匣80

2.5.5 多转子发动机80

2.6 离心压气机81

2.6.1 概述81

2.6.2 结构85

2.7 压气机主要零件的材料及表面防护90

2.7.1 钛合金90

2.7.2 高温合金92

2.7.3 铝合金92

2.7.4 合金钢92

2.7.5 复合材料93

2.7.6 表面防护93

2.8 典型故障97

2.8.1 外来物打伤97

2.8.2 压气机钛着火故障98

思考题104

第3章 涡轮105

3.1 概述105

3.2 涡轮转子112

3.2.1 转子的连接结构112

3.2.2 转子叶片及其与轮盘的连接122

3.3 涡轮静子134

3.3.1 涡轮机匣135

3.3.2 导向器143

3.4 涡轮部件的冷却151

3.4.1 涡轮主要零件的温度分布151

3.4.2 涡轮部件的冷却系统154

3.5 涡轮主要零件的材料及其表面防护164

3.5.1 涡轮叶片164

3.5.2 涡轮盘166

3.5.3 涡轮轴166

3.5.4 涡轮机匣、衬段及导向器内外环166

3.6 典型故障169

3.6.1 低压涡轮轴飞转169

3.6.2 涡轮盘榫齿裂纹171

3.6.3 涡轮叶片故障173

思考题174

第4章 燃烧室与加力燃烧室175

4.1 燃烧室175

4.1.1 概述175

4.1.2 燃烧室的基本类型179

4.1.3 燃烧室基本构件的结构198

4.1.4 燃烧室主要零件的材料及其表面防护219

4.1.5 典型故障221

4.2 加力燃烧室222

4.2.1 概述222

4.2.2 加力燃烧室的结构225

4.2.3 加力燃烧室基本构件的结构235

4.2.4 加力燃烧室的材料243

思考题243

第5章 排气装置244

5.1 尾喷管244

5.1.1 直流式尾喷管244

5.1.2 推力矢量喷管257

5.2 反推力装置261

5.2.1 概述261

5.2.2 反推力装置的基本结构262

思考题263

第6章 减速器264

6.1 概述264

6.1.1 涡桨发动机的减速器264

6.1.2 涡轴发动机的减速器266

6.1.3 涡扇发动机的减速器266

6.2 减速器的结构268

6.2.1 涡桨发动机的减速器结构268

6.2.2 涡轴发动机的减速器结构273

6.2.3 涡扇发动机的减速器结构275

6.3 测扭机构278

思考题281

第7章 总体结构282

7.1 负荷与受力分析282

7.1.1 作用在各主要零组件上的负荷282

7.1.2 气体轴向力与发动机的推力282

7.1.3 发动机各部件上气体轴向力的分布及转子轴向力的减荷286

7.1.4 气体力作用于组合件上的扭矩289

7.1.5 惯性力与惯性力矩291

7.2 转子支承方案293

7.2.1 单转子支承方案295

7.2.2 双转子支承方案298

7.2.3 三转子支承方案304

7.2.4 止推支点在转子中的位置306

7.3 联轴器307

7.3.1 刚性联轴器307

7.3.2 柔性联轴器310

7.4 支承结构316

7.4.1 基本要求316

7.4.2 典型支承结构318

7.4.3 滚动轴承的打滑与滑蹭损伤329

7.4.4 带弹性支座挤压油膜的支点结构331

7.5 承力系统334

7.5.1 承力框架335

7.5.2 发动机安装节342

思考题344

第8章 附件传动装置与附属系统345

8.1 附件及附件传动装置345

8.1.1 发动机附件345

8.1.2 附件传动装置346

8.2 滑油系统361

8.2.1 概述361

8.2.2 供油量与滑油箱361

8.2.3 滑油364

8.2.4 滑油系统365

8.2.5 几种典型的滑油系统366

8.3 启动系统373

8.3.1 概述373

8.3.2 燃气涡轮发动机的启动过程373

8.3.3 启动机375

思考题378

第9章 环保要求与防范措施379

9.1 概述379

9.1.1 航空发动机噪声的评价标准379

9.1.2 航空发动机排放的要求383

9.2 发动机噪声源385

9.2.1 叶轮机的噪声源386

9.2.2 排气噪声源387

9.2.3 噪声辐射的指向性388

9.3 发动机中抑制噪声的方法389

9.3.1 叶轮机噪声的抑制390

9.3.2 排气噪声的抑制392

9.3.3 吸声衬垫396

9.4 燃烧室的排放401

9.4.1 污染排放的主要因素401

9.4.2 排气污染物的控制技术402

9.4.3 低排放燃烧室405

思考题410

第10章 安全设计与防错设计411

10.1 安全设计411

10.1.1 防止低压涡轮轴飞转的措施411

10.1.2 防止风扇转子甩出的措施414

10.1.3 防止风扇叶片甩脱后产生过大振动415

10.1.4 滑油系统中设置最低滑油压力警告装置416

10.2 防错设计416

思考题418

第11章 特种燃气涡轮发动机419

11.1 飞机辅助动力装置419

11.1.1 概述419

11.1.2 结构419

11.2 助推发动机与升力发动机424

11.2.1 概述424

11.2.2 助推发动机425

11.2.3 升力发动机426

11.3 一次使用发动机429

11.3.1 一次使用发动机的设计原则429

11.3.2 一次使用发动机的设计方法429

11.3.3 典型一次使用发动机的结构分析432

思考题439

第12章 航空发动机的研制与使用440

12.1 航空发动机的研制440

12.1.1 航空发动机的基础研究441

12.1.2 航空发动机的预先研究441

12.1.3 航空发动机的型号研制443

12.1.4 航空发动机的使用发展444

12.2 航空发动机的结构完整性444

12.2.1 概述444

12.2.2 发动机的结构完整性445

12.2.3 发动机的包容性449

12.3 航空发动机的寿命与可靠性450

12.3.1 航空发动机寿命的概念450

12.3.2 航空发动机可靠性的概念452

12.3.3 航空发动机的可靠性指标454

12.3.4 航空发动机的延寿456

12.4 航空发动机的维修性457

12.4.1 维修性的主要指标457

12.4.2 维修方式458

12.4.3 发动机的维修性设计459

12.5 现代航空发动机的研制特点461

12.5.1 早期的F100发动机461

12.5.2 提高可靠性的F100—PW—220发动机462

12.5.3 F100—PW—229发动机463

12.5.4 F119—PW—100发动机464

思考题465

参考文献466