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航空发动机涡轮工作叶片

【摘要】:涡轮工作叶片设计成翼型截面,每个相邻叶片之间的通道使气流稳定地加速。图3-16涡轮工作叶片叶根固定方式枞树形叶根(带锁片);枞树形叶根;B.M.W.公司空心叶片由于叶尖与机匣的膨胀和收缩率不同,故在叶尖和机匣之间的间隙是随着发动机工作状态的改变而变化的。

涡轮工作叶片设计成翼型截面,每个相邻叶片之间的通道使气流稳定地加速。早期的发动机涡轮工作叶片曾用球形叶根固定,但这种设计很快被枞树形的榫头所替代,如图3-16 所示。这种榫头需要经过非常精密的机械加工,以确保每个榫齿都分担载荷。当涡轮处于静止状态时,叶片在榫齿上是活动的;当涡轮旋转时,在离心载荷的作用下,根部才变成刚性接合。

图3-16 涡轮工作叶片叶根固定方式

(a)枞树形叶根(带锁片);(b)枞树形叶根(带深根封严);(c)B.M.W.公司空心叶片(带固定销钉)

由于叶尖与机匣的膨胀和收缩率不同,故在叶尖和机匣之间的间隙是随着发动机工作状态的改变而变化的。为了减轻涡轮工作叶片的振动和减少燃气从叶片顶部的漏气损失,通常装有叶冠,如图3-17 和图3-18 所示,这是由每个叶片的叶尖处加一个小片构成的,这些小片在叶尖的周围形成一个圆环;机匣中还可以采用一条易磨带,用来减少燃气漏气;主动间隙控制是在整个飞行循环中保持叶尖间隙最小的、较为有效的方法,将来自压气机的空气用于涡轮机匣冷却,可以使涡轮工作叶片承受的温度和转速更高。

图3-17 带冠涡轮工作叶片

1—燃烧室燃气短管;2—三级涡轮;3—涡轮叶冠;4—排气装置安装边;5—导向器叶片;6—涡轮轴

图3-18 各种涡轮工作叶片