压气机是涡轮轴发动机的一个重要组成部分,用于提高空气压力、增大空气流速,为燃烧室内的空气流稳定燃烧创造条件,提高热效率,改善发动机经济性,增大发动机功率。
RR300型发动机采用了单级离心压气机设计,取消压气机的轴流段,保留了压气机的离心段,使得压气机结构变得简单,提高了工作可靠性和稳定性,降低了维护工作强度。另外,RR300型发动机的压气机还有以下优化改进:
1.前支架整体铸造件
降低了制造的复杂性,提高了部件的耐用性。复杂性降低,意味着部件结构简单,不仅有效降低了维护工作强度,并且还增加了发动机的可靠性。表现在运行上,安全可靠性得以提升,运行成本得以降低。
2.空气动力诱导引气
压气机没有专门的放气活门,采用了放气/吸气歧管的构造,这种方式简化了结构并减轻了重量。导流护罩构型上的导流器(槽口)和引气歧管协同工作,在不同的发动机工作阶段,通过不同阶段的空气动力完成压气机引气,也就是说,位于扩散器上的导流器和扩散器外环上的引气歧管共同实现压气机的放气与吸气。压气机是需要放气还是进气,这取决于即时的压气机(发动机)工作状态的空气动力。发动机低功率时,由于压气机效率还处于较低水平,离心叶轮流道内的气流或许会出现阻滞和卡阻,需要疏导气流以消除喘振的发生,此时需要从导流器(槽口)疏导出气流,并从引气歧管排放至机外,完成放气过程;发动机高功率时,压气机效率很高,离心叶轮对气流做功能力强,气流流速较高,在扩散器外环内部形成低压区,此时引气歧管吸入空气流进入扩散器环形区,并通过导流器(槽口)将空气流导入至离心叶轮的前部,以增加进气流量的方式来满足发动机增加功率的要求。
单级离心叶轮是钛合金材质,使用寿命为10 500 h或15 000次热循环,以先到为准。整台离心式压气机的压缩比为6.60∶1;空气质量流量为3.5 lb/s。由压气机的压缩比可以看出,压缩比大于6,因此,作为中、小功率的RR300型发动机采用了2级涡轮,即两级轴向式燃气涡轮和2级轴向式动力涡轮,且涡轮环形通道面积是逐级增大的。(www.xing528.com)
压气机总成主要由以下部件组成:压气机前支架(整体铸造件)、离心叶轮(金属钛制)、导流护罩外壳、扩散器(外环有引气歧管,并穿越导流护罩外壳)、涡型管(配置有适配转接头)、后支撑盖、轴承(1号轴承和2号轴承)、滑油封严件和通气口,如图3.1至图3.3所示。
图3.1 压气机组成示意
图3.2 压气机部件安装示意
图3.3 压气机外形结构及部件
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