航空发动机燃烧室调研报告

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1、航空发动机燃烧室调研报告调研者：调研时间：2012/5/7调查对象：WP5AJI-31Φ调查内容：出于对发动机不是很了解的我还是选择了比较经典的发动机做调研，因为这样资料比较好找。因为要调研就要去了解这台发动机的各种性能。首先先介绍一下这两台发动机。Wp5：WP5发动机的前身是苏联BK-1发动机，是米格15比斯、米格17、歼五、歼教五、和轰五飞机的动力装置。WP5是典型的第一代涡轮喷气发动机。它的主要结构特点是采用离心式压气机和分管形燃烧室。它由单级双面离心式压气机、9个分管燃烧室、单级反应式涡轮、喷管和传动机匣等主要

2、部件组成，用于歼五和歼教五的WP5还有加力燃烧室，采用收敛性可调喷口，用于轰五的WP5没有加力燃烧室，采用收敛性固定喷口。此外，还有燃油系统，华油系统，漏油系统，电气系统和灭火装置等。发动机转子支撑在前、中、后三个支点上。压气机转子和涡轮转子由球头套齿联轴器相互连接，传递扭矩、轴向力和径向力。发动机的最大状态推力2270daN，增压比4.36，推重比3.06，涡轮前燃气温度为900℃。AJI-31Φ:AJI-31Φ发动机是苏—27飞机的动力装置，每架飞机装两台，是典型的小涵道比双转子带加力的军用涡轮风扇发动机。发动机的

3、主要部件有低压压气机、中介机匣、高压压气机、环形燃烧室、双转子涡轮、射流式加力燃烧室、全状态可调拉瓦尔哦管和附件传动机匣等。了作系统有滑油系统、燃油控制系统、起动系统、涡轮冷却控制系统、发动机几何通道控制系统、防喘消喘系统、防冰系统、发动机综合调节器等。压气机共有13级．其中风扇(即低压压气机)4级，高压压气机9级，涡轮为双转子反应式，高、低压涡轮各1级。高压转子为刚性连接，支承在两个支点上，低压转子轴由三部分组成，各部分之间用销钉连接，支承在4个支点上。WP5燃烧室结构简图：WP5的工作方式及过程：WP5系列发动机的

4、燃烧室就是分管燃烧室。它由9个单管组成。每个单管均由燃烧室外壳和燃烧室颈、火焰简、涡流器和传焰管组成。燃烧室颈前端与压气机出气管相联。两安装边之间装有球面垫圈。仅用两个螺栓联接。燃烧室颈后端用大量螺校与外壳联接。外壳后端的封严圈以不大的紧度插入燃气收集器镀铬的转接安装圈内，在轴向留有间隙。火焰筒用一个空心销和两个传焰管在外壳亡轴向定位、前端借插在涡流器内环中的喷嘴支持，后端借火焰筒后端的8个耐磨钻基台金凸块在外壳上定心。由于wP5系列发动机采用离心式压气机，外径较大．因此9个分管与发动机轴线倾斜19°。在9个分管内仅没

5、有2个点火器。发动机起动时借传焰管．将火焰传入其他分管。WP5结构特点：每个圆管火焰有各自的外壳，组成一个单管，各个单管燃烧室之间有联焰管进行传焰。单管燃烧室主要优点：1、调试用气量少；2、单个喷嘴容易与气流配合达到要求；3、单独的小燃烧室本身强度和刚性好；4、装差维护方便单管燃烧室主要缺点：1、迎风面积最大，空间利用率低，质量最大；2、与压气机出口的环形气流配合不好，很难得到周向均匀的温度场；3、需要联焰管，空中点火启动性能差；4、压力损失大。AJI-31Φ燃烧室结构简图：AJI-31Φ的工作方式及过程：AJI-31

6、Φ发动机的全环形燃烧室由外壳体、内壳体、火焰简、主副输油圈、28个燃油喷嘴、两个点火装置等组成。内外壳体前端构成扩压器．通过14块空心整流支板连在一起。在其中的7块整流支板上，用支架13将火焰简和输油管固定交燃烧室壳体上。火焰筒由一组特定型面的内环和外环焊接面成，头部由28个圆柱形混合室和叶片式涡流器的环形套组成。AJI-31Φ结构特点：火焰筒及壳体都是同心环形结构，不需要联焰管。有进气机匣为全钛结构，有23个可变弯度的进口导流叶片；风扇和高压压气机广泛采用钛合金结构，转子的级间连接采用了电子束焊；高压压气机有三级可调

7、静子叶片，所有9级工作叶片均为环形燕尾形榫头；环形燃烧室有28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，榫头处带有减振器．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125—210℃，加强了冷却效果。环形燃烧室主要优点：能够与压气机配合获得最佳的气动设计，压力损失小；2、空间利用率高，迎风面积最小；3、可能得到均匀的出口周向温度场；4、毋须联焰管，点火时容易传焰。环形燃烧室主要缺点：1、调试时需要大量气源；2、由于采用单个的燃油喷嘴，燃油-空气配合得不够

8、好；3、火焰筒刚性差；4、装拆维修困难。参考书目：1《燃烧学》西北工业大学出版社严传俊范玮2《航空燃气轮机原理》国防工业出版社刘刚黄勇等3《航空发动机结构分析》西北工业大学出版社刘长福邓明4《航空发动机原理》西北工业大学出版社吴虎