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民航飞机核心部件发动机需要哪些技术支撑?

  经过40年的发展,民用大涵道比涡扇发动机的性能、经济型、安全可靠性、噪声和污染排放等指标均有了很大进步。在民用大涵道比涡扇发动机市场上,中短程干线客机的发动机是主流产品。民用发动机技术大部分与军用发动机相同,但在可靠性、经济性、环保性及适航取证方面,民用发动机比军用发动机要求更高、更严格,研制难度更大。

民航飞机核心部件发动机需要哪些技术支撑?

  因此,民用发动机也有其特有的关键技术,主要有:(1)大涵道比风扇技术。大涵道比可使涡扇发动机推力增大、耗油率降低,如GEnX的涵道比已达到10,未来的发动机可能会更高,这使得风扇直径越来越大,在气动、结构、材料和工艺等方面的难度也越来越大。

  早期带防振凸台的风扇设计由于效率低,现在已很少使用,取而代之的是无凸台宽弦钛风扇叶片或复

  合材料风扇叶片。宽弦风扇叶片已在CFM56、V2500、CF6-80上得到应用,对于更大直径的风扇,为解决颤振问题,减轻重量,还采用超塑成形/扩散连接的空心叶片,如PW4084。

  (2)降低噪声技术。动力噪声是飞机噪声的主要来源,民用发动机降噪首先要降低风扇的噪声,如可通过选择合适的转子与静子叶片数比例、转子与静子轴向间距以及叶尖速度等来降低风扇噪声。宽弦无凸台大直径风扇叶片的应用,使得喷流速度降低,因而可使喷流噪声降低。另外,采用消声喷管和吸声材料以及利用多瓣式混合器进行内、外涵混合排气等手段也可大大降低喷流噪声。

  (3)低污染排放技术。目前,国际民航组织航空环境保护委员会对民用发动机的污染排放要求越来越

  严格,民用发动机降低污染排放的主要途径就是改进燃烧室设计。已经应用及在研的低污染燃烧室技术主要有燃油分级燃烧室、双环预混旋流(TAPS)燃烧室、贫油预混预蒸发(LPP)燃烧室、贫油直接喷射(LDI)燃烧室、富油/焠熄/贫油(RQL)燃烧室、驻涡燃烧室(TVC)和可变几何燃烧室(VGC)等。

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