大型飞机发动机的关键技术分析

大型飞机发动机的关键技术分析

柳建哲

西安爱生技术集团有限公司  陕西省西安市 710065

摘要：在大型飞机发动机的研制中，应注重维护成本和运行成本，注重发动机的可靠性、使用性能和气动性能，尽量降低发动机的保存、收集和使用成本。在发展大型客机的过程中，我们不仅要加强新的材料研发，还要加强对基本生产技术和工艺的控制，并充分吸收外国的技术。我们坚信，在不久的将来，我们国家将会完全地拥有大型飞机的自主研发技术。

关键词：大型飞机；发动机；飞机研制

引言：

目前，大涵道比涡轮风扇发动机是目前大型客机的动力元件。大涵道比涡扇发动机具有大涵道比，模块化，推力大，重量轻等优点。中国在大型客机的核心技术上还没有取得突破，原因是技术基础比较薄弱。因此，目前我国的涡轮风扇发动机研发工作仍以小涵道比为主，大涵道比涡扇发动机的开发与世界先进水平有很大的差距，本文着重对大涵道比涡扇发动机技术的核心技术进行了深入的研究。大飞机引擎和军用战斗机的引擎有区别。首先，大飞机引擎的安全性和可靠性都很高，为了保证其安全性，大飞机引擎通常采用较低的涡轮前工作温度和较大的核心机。资料表明，如果燃油消耗能减少2%，就能减少1%的运行成本，减少10%的维护费用。其次，它的寿命也很长，最好的引擎，可以使用40000小时。

1大型飞机发动机设备发展现状要点分析

经过多次的分析与调研，我们发现，中国今后20年内，将会有大约800架干线客机，150座级，以及各种型号的大型飞机；军民用大涵道比涡扇发动机需要2750套，折合成人民币约3300亿。应当认识到，大涵道的应用范围比涡扇发动机要广，而且有很大的发展空间。大涵道比涡扇发动机装备的合理使用，将带动我国经济、军事发展和社会福利的发展。它对科学技术的发展、国防的发展都有着举足轻重的影响。随着我国航空业的改革和创新，我国的航空动力技术得到了进一步的发展和完善，军用涡喷和小涵道比涡扇发动机的应用，也得到了广泛的推广，这些装备的研发能力也得到了进一步的提高。它为我国民航事业的发展和军事航空的发展做出了重要的贡献。大涵道比涡扇发动机是大型飞机发动机的主要应用领域，对风机和高压技术的研究进行了深入的研究，并得到了航空推进技术的验证。但是，与发达国家的发动机研究水平相比，还有很大的差距。由于发动机的技术基础比较薄弱，技术上的突破比较少，不能满足目前的飞行要求，而且大部分的试验设备和部件都有缺口；在工程设计和应用中，仍然会有许多的问题需要解决。

2大型飞机发动机关键技术的应用

2.1压气机单元体技术

压气机组件主要由叶片、整体叶片和薄壁叶片组成，叶片以钛合金和高温合金为主。下面将着重阐述单片式叶片和薄壁式壳体的制造工艺。整体式叶盘制造的核心技术：叶盘指是将叶盘与叶盘结合在一起的结构，可以简化发动机结构，让重量变得更轻，零件数量也会更少，并可有效改善发动机推力比以及可靠性。当前，主要的发动机生产厂家都在使用整体式叶片和电气加工工艺，而焊接工艺是以焊接为主。目前已取得的主要技术有直线摩擦焊接、电子束焊接、热锻接以及数控加工等。薄壁机箱属于一项关键技术，它广泛采用高强度、高耐火的钛合金材料，这种材料在加工时易发生变形；就目前的生产水平而言，在处理过程中易产生变形，通常可以采用电解工艺；然后将CNC工艺用于加工，以获得预期结果。

2.2风扇单元体的重要部件关键技术

大涵道在外形尺寸和结构形式上比小涵道和涡扇发动机都有很大区别，而风机是其中的一个代表。在风机本体中，主要的构件是宽弦式中空风扇叶片和机箱内圈。宽弦大直径空心风机叶片的技术要点：当前，宽弦大叶片采用叶身长、叶弦宽、扭转角大、中空、无凸台的钛合金为主。当前，宽弦式中空风机叶片的生产工艺流程是先将钛材切成两片半片，然后采用真空扩散技术将其组装成一个整体，然后在真空炉中进行初步成形，最后采用超塑性成形技术进行成形。风机壳体包覆环技术：风机壳体包覆环是一种或多种复合材料环状结构，它的主要功能是防止折断的叶片对飞行器的损伤，具有重量轻、强度高、兼容性好等优点。所以，在进行复合材料的设计与制作时，应尽可能地使用复合材料。比如，GE90的引擎内圈采用了凯夫拉的材质，可以减少50%的重量。

2.3燃烧室制造的关键技术

燃烧室的主要组成部分是浮壁式燃烧室和雾化喷嘴。浮墙式燃烧室的生产技术要点：以高温合金为主的浮动式燃烧室为主体，其工艺主要是将带有复合材料涂层、层状孔板的浮式陶瓷板与火焰筒筒相结合。其核心技术是开发复合材料，常用的是碳化硅陶瓷基体；为了减少尾气排放，采用撞击式气膜冷却技术；在火箭筒上制作气膜孔的电火花与雷射技术；雾化喷嘴的生产技术：它是生产中无法获得的一项重要技术，通过喷嘴可以使燃油充分燃烧，提高燃油的燃烧率；喷油的作用将直接影响燃油的能源和排放，是当前节能减排的主要措施之一。在喷头的应用中，一般采用气压方法，其关键在于喷嘴的精加工；微细电火花、微细电化学、聚焦电浆等工艺也很普遍。

2.4实验技术与测试技术

大涵道比涡扇发动机和小涵道的区别在于，它需要不断地改进和完善大涵道涡扇发动机的试验设备和相应的技术。另外，增加内容、增加流量、增加内容、增加推力等，都需要进行调整和完善。由于大涵道比涡扇发动机，尤其是大涵道比涡扇发动机的民用装置，其目的在于满足严格的适航法规要求。这时，应当进行许多适航测试的作业。其中最常用的是吞咽测试、容纳测试、环境测试等，然后再根据大涵道比涡扇发动机装置本身所需要的实验进行深入的研究和分析；制定相应的测试计划和操作规程。

2.5材料建设和工艺建设以及试验调整

大涵道比涡扇飞机的主要技术是其主要的技术，其主要技术是其主要的技术，因此，必须制定相应的技术方案，制定相应的技术措施，做好相应的技术措施。在某种意义上，实现技术突破与技术革新是其首要目标。在大涵道比涡扇飞机装备开发中，必须适当地进行工艺设计和相应的正式测试。根据目前的情况，根据技术执行的原理和工作的特征，适时地进行技术完善和技术的补充。

结束语：

综上所述，必须充分运用大涵道比涡扇发动机的装备技术，对其进行测试和研究，并逐步完善其测试程序；必须要认真对待，从材料、工艺、试验、调试等方面进行全方位的改进，才能有效地提升大型飞机的研究水平。

参考文献：

[1]李国松,都基瑛,闫然,吴海威.基于工业互联网的飞机发动机故障智慧诊断[J].航空维修与工程,2022,(10):21-23.

[2]王晓蓉,刘虎平,李瑞军.飞机与发动机性能匹配分析[J].航空发动机,2020,46(06):6-10.

[3]王煜,黄燕晓,李书明.飞机发动机驱动泵出口管路振动分析与优化[J].液压与气动,2020,(09):115-121.

[4]王典,黄尚友,阚玉平,房静.飞机发动机安装系统隔振设计及振动特性分析[J].科学技术与工程,2020,20(20):7991-7995.

[5]程皖林.发动机偏转对大型飞机起飞滑跑距离的影响[J].科学技术创新,2019,(28):32-33.