第六章 一、填空题

1. 按气流流动方向是否和涡轮旋转轴轴线方向大体一致，涡轮可分为（ 轴流式 ）和（ 径流式）两类。目前航空燃气涡轮发动机上多采用（轴流式 ）涡轮。 2. 轴流式涡轮由（静子 ）和（转子 ）两部分组成。

3. 多级轴流式涡轮的转子多采用（ 鼓盘混合式）转子，而（鼓式 ）转子在涡轮中基本不用。

4. 为保证涡轮的工作叶片在高温、高负荷下可靠工作，当前一方面不断研制新的（耐高温）材料，另一方面不断发展各种（冷却）技术。 5. 工作叶片一般由（ 叶身 ）、（ 中间叶根）及（ 榫头 ）三部分组成。 6. 和压气机工作叶片相比，涡轮工作叶片的叶身厚度（ 较大），弯曲程度（ 较大 ），截面积沿叶高的变化（ 较急剧）。

7. 涡轮叶片分为（ 不带冠 ）和（ 带冠 ）的两种。

8. 涡轮叶片的叶身和榫头间往往带有一段横截面积较小的过渡段，称为（ 中间叶根 ）。 9. 涡轮静子由（涡轮机匣）和（导向器 ）两部分组成，是涡轮部分的主要传力件。

10. 为了装拆及检查方便，压气机的静子机匣多做成（分半式）的；而由于涡轮机匣处于高温燃气中工作，涡轮机匣多做成（整体式 ）的。

11. 涡轮机匣与工作叶片叶尖之间的距离叫涡轮（ 径向间隙 ）。

12. 为了在各种工作状态下均能保持最佳涡轮径向间隙，采用人为控制机匣的膨胀量，以保证涡轮径向间隙最小，这一技术称为（ 主动间隙控制技术 ）。

13. 涡轮是发动机中承受热负荷和机械负荷最大的部件，要保证涡轮在高温下可靠工作，除了采用（ 热强度高的耐热合金或合金钢）来制造涡轮零件外，还必须采用先进的（ 冷却）技术。

二、简答题

1. 和轴流式压气机相比，轴流式涡轮有哪些特点？

涡轮和压气机与气流间的能量交换在程序上恰恰相反，气流流过压气机时从动叶中获得机械能，因而提高了压力；而在涡轮中，气流则将焓转变为动能，然后一部分动能通过动叶转变为功，涡轮运转时可以从涡轮轴上获得功。当压气机和涡轮平衡运转时，涡轮轴上的功除了一部分用来克服轴承上的摩擦和带动附件外，全部为压气机所吸收。

2. 和压气机转子一样，涡轮转子的连接结构也要保证有足够的强度和刚度，定心可靠、结构力求简单、重量轻、制造容易、装拆方便，此外，还要特别注意解决好哪些问题？ （1）减少轮盘向轴的传热量，以改善轴承的工作条件，特别是第一级涡轮的支承结构。 （2）在各种工作状态下保持各零件间定心可靠。由于涡轮在全工作状态中各零件间配合面的性质会发生远大于压气机的变化，因此既不能破坏定心影响转子的平衡及转子叶尖间隙，又不要造成零件间过大的热应力。

（3）在多级涡轮中，转子的结构方案要和静子结构方案相协调，以利于涡轮部件的装配。 3. 画简图分析轴流式涡轮中径向销钉定心的原理。

5. 分析图6.16中JT3D发动机盘轴用短螺栓连接结构的设计特点。

图为JT3D发动机单级高压涡轮转子采用的短螺栓连接机构。靠盘与轴间压紧的圆柱面保证装配时的定心，采用24个精密螺栓连接，保证工作时定心并传递负荷。轮盘前端伸出一段较长的薄壁筒，上面开有冷却空气通气孔，可以减少盘向轴的传热量。轴承内环内表面开有轴向槽。滑油从此槽中引入润滑油冷却轴承。它不仅可减少向轴承传热，还可以改善轴承的冷却效果。

涡轮轴后端壁向盘方向凹入，可以缩短盘与轴间的距离，但轴的受力状态不好，因此轴做得较厚些。

精密螺栓保证工作定心的原理是强迫盘轴连为一体而不产生相互移动。工作状态下，盘轴变形相差很大时，螺栓及孔边有较大的附加应力，加上孔边本来应力集中严重，就有可能使孔产生塑性变形，以致影响定心精度。因此，在图中使螺栓所在的盘轴连接面远离轮盘，安装边的变形受轮盘影响小，温度也较盘身低，这样不会造成连接处有很大的变形差，工作时也较可靠。在有的发动机中，将精密螺栓做成锥形，装配紧密度靠控制螺栓头与安装边间的间隙保证，它适合于多次装配，但锥形螺栓及孔的加工都比较困难。 6. 分析图6.19中JT9D发动机高压涡轮转子连接结构的设计特点。

既可以避开由高温的第一级轮盘向轴承传热，又可以缩短轮盘到轴承间的距离，提高转子的刚性。第一级轮盘向后伸出带安装边的鼓环，靠圆柱面定心在第二季轮盘的安装面上，用短螺栓连接并传递负荷。在轮盘外缘，两级轮盘间装有刚性较弱的封严环，它靠圆柱面分别和两级轮盘定心，用端面凸块周向防转。结构虽然复杂，但封严环可以阻挡高温对涡轮盘盘身及传力鼓环的影响，使传力鼓环处于低温区工作。 7. 涡轮叶片中间叶根的主要作用是什么？

中间叶根可以可以减小榫头应力分布不均匀度以及叶片对榫头的传热量，并可使盘缘避开高温区域。通常在中间叶根处引冷却空气进行冷却，将中间叶根作为冷却叶片的空气引入口，这将大大降低榫头和轮缘的温度，减小轮盘的热应力，从而可以减薄轮盘的厚度，减轻轮盘及整个转子的重量。

简述燕尾形榫头和枞树形榫头的特点。为什么压气机常用燕尾形榫头，而涡轮常用枞树形榫头？

燕尾形榫头:优点,榫头的尺寸较小；重量较轻；能承受较大的负荷，加工方便，生产率高,广泛应用于压气机上,其缺点是榫槽内有较大的应力集中。

枞树形榫头:呈楔形，轮缘部分呈倒楔形，从承受拉伸应力的角度看接近等强度，因而这种榫头重量轻，但是它靠多对榫齿传力，应力集中严重，工艺性较差。虽然有突出的优点，但用在压气机上这些优点不能充分得到显示，反而突出了它应力集中的缺点，因而也采用较少，而是广泛地用在涡轮上

8. 何为涡轮径向间隙？影响涡轮径向间隙的因素有哪些？为减小径向间隙在结构上采取的主要措施有哪些？P202

涡轮机匣与工作叶片叶尖之间的距离叫做涡轮径向间隙。 影响因素：（1）工作时由于离心力和热膨胀及不均匀变形

（2）工作机匣受热膨胀及不均匀变形

（3）高温工作所带来的转子蠕变伸长及机匣的蠕变收缩 （4）转子和静子间的偏心度，轴向角偏转及椭圆和翘曲变形 （5）结构形式所带来的工作中径向间隙的变化

措施：1.尽量减小装配间隙2.采用双层机匣3.采用低线膨胀系数的合金做涡轮机匣4.涡轮间隙控制

9. 轴流式涡轮中，第一级涡轮导向器和后面级导向器的工作条件有什么不同？P209

第一级导向器紧接在燃烧室出口，导向叶片处于燃气流的包围中，温度高且不均匀，最易烧伤，叶片直接和高温燃气接触，燃气中的游离氧和硫对叶片表面有着强烈的氧化、腐蚀作用，各零件内应力大，工作时导向叶片又受冷热疲劳，所以极易产生疲劳裂纹，此外导向叶片还要承受燃气的气动力、气流脉动所造成的振动负荷等。 10. 涡轮叶片的冷却方法主要有哪些？ 对流冷却、喷射式冷却（冲击式冷却）、气膜冷却、发散式冷却 10. 为什么大多数发动机中的涡轮机匣都采用整体结构？P201

在涡轮部件中，由于机匣处于高温燃气中工作，冷热变化急骤，若采用分半式机匣，由于刚性不均，工作中容易出现变形，翘曲等问题，所以除少数发动机外，涡轮机匣多做成整体式 讨论 第七章 一、填空题

1. 发动机的排气装置是指涡轮或加力燃烧室以后组织排气的构件，包括（ 尾喷管 ）、（反推力装置）和（消音装置）等。

2. 尾喷管分为（亚音速 ）喷管和（超音速 ）喷管。

3. 亚音速喷管是（ 收敛形 ）的管道，而超音速喷管是（先收敛后扩张）的管道。 4. 反推力装置有（ 蛤壳形门 ）式、（ 戽斗门 ）式（ 堵塞片 ）式和（ 旋转门）式等几种形式。 二、简答题

1. 尾喷管的主要功用是什么？ 将从涡轮流出的燃气膨胀、加速、，将燃气的一部分焓转变为动能，提高燃气速度，是燃气以很大的速度排出，这样可以产生很大的推力；其次是通过反推力装置改变喷气方向，即变向后的喷气为向斜前方的喷气，产生反推力，以迅速降低飞机落地后的滑跑速度，缩短飞行的滑跑距离；降低发动机的排气噪音；通过调节喷管的临界棉结来改变发动机的工作状态。 2. 简述反推力装置的作用。

为了缩短飞机着陆后的滑跑距离，并在机场跑道湿滑或结冰时保障飞机安全着陆。

第八章 一、填空题

1. 在航空发动机中，除了压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管等主要部件外，还有一些保证发动机正常工作所需的各种附属系统，称为（发动机系统 ），如（启动系统）、（燃油系统 ）、（滑油系统 ）、（ 冷却系统 ）等。

2. 将发动机转子的功率、转速传输到附件并驱动附件以一定的转速和转向工作的齿轮系及传动轴的组合体，称为（附件传动装置 ）。

3. 附件传动装置一般由（ 中心传动装置）和（ 外部传动装置）两部分组成。

4. 在单转子发动机中，附件传动装置均由（ 压气机）轴驱动；在多转子发动机中，附件传动装置的驱动力主要为（高压压气机 ）轴，而转速传感器、转速调节器、辅助滑油泵的驱动力为（ 低压压气机）轴。

5. 附件传动装置在发动机上的安装位置，除应考虑环境温度的影响，即不要安装于高温区外，还应考虑到（ 应使维修人员便于接近附件 ），即应具有较好的可达性。

6. 为了减少发动机附件的数目，减轻发动机的重量，有些发动机将起动机与发电机作为一

体，成为（起动-发电机 ）。

7. 典型的双速传动装置由两对正齿轮、一套（ 棘爪离合器 ）、一套（摩擦离合器 ）、一套（ 滚棒离合器 ）组成。

8. 在大中型飞机上，所采用的电源均为400Hz、115V的交流电。交流电的质量取决于其频率的恒定，取得恒频交流电的方法目前有两种：（电子式）和（ 机械式）。

9. 恒速传动装置的输入轴与发动机（ 附件传动装置 ）相连，转速是（ 变化 ）的，输出轴与（交流发电机 ）轴相连，转速是（恒定 ）的。 10. 典型的恒速传动装置由（差动齿轮传动机构 ）、（ 可变液压组件 ）和（固定液压组件 ）三部分组成。 二、简答题

1. 双速传动装置的作用是什么？结合图8.17说明双速传动装置的工作原理。

发动机起动时，作为直流电动机，输入直流电后驱动发动机转子旋转；起动后，作为发电机，由发动机驱动向飞机提供直流电。

起动发动机时，起动-发电机经A轴通过摩擦离合器带动齿轮4并传动齿轮5，使棘爪离合器的棘轮转动，棘爪离合器合闸，通过离合子使安装座，即齿轮6转动并传动齿轮7，达到减速的目的，带动与附件传动装置主传动轴相连的轴B。此时，滚棒离合器的外环与星形轮分别随齿轮4、7转动。因为齿轮7的转速低于齿轮4的转速，即星形轮的转速低于外环的转速，因此滚棒离合器处于离闸状态。即起动发动机时，起动-发电机通过摩擦离合器经齿轮4、5、6、7减速后驱动发动机转子。

当发动机起动后，切断供给起动-发电机的电源，起动机不工作，有停转的趋势。但是发动机转子却通过主传动轴B带动齿轮7，使滚棒离合器的星形轮转速大于外环的转速，滚棒离合器自动合闸，齿轮4与齿轮7以同一转速旋转。此时，对于棘爪离合器，其安装座（即内环）被齿轮6带动，其转速比齿轮7的要高，而棘轮（即外环）被齿轮5带动，其转速比齿轮4的低，因此，棘爪离合器的外环转速要低于内环的转速，棘爪离合器处于离闸状态，齿轮5与齿轮6以不同的转速转动，也即在起动-发电机处于发电状态时，发动机转子经附件主传动轴B通过滚棒离合器、摩擦离合器直接驱动发电机工作。

综上所述，双速传动装置是借助两套超越离合器，通过两条不同的传动路线，自动地获得在起动与发电两种工作状态下所需要的两种传动比。

2. 恒速传动装置的作用是什么？恒速传动装置有哪些工作状态？增速传动状态、直接传动状态、减速传动状态。