普惠的齿轮传动涡扇发动机PW1000G

大涵道比涡轮风扇发动机自20世纪70年代初投入使用以来,一直存在风扇转速较低造成低压压气机(亦称增压压气机)与低压涡轮处于不利的转速下工作的窘境,随着涵道比的加大,问题显得越来越严重。

这是因为风扇叶片榫根与风扇轮盘强度考虑,一般叶尖切线速度不应超过400~450m/s,但是由于风扇直径大,风扇转速当然较低,可是低压压气机与低压涡轮转子均是与风扇转子连接在一起的,这样,低压压气机与低压涡轮只能在较低的转速下工作,为了满足驱动风扇的功率需要以及发动机总体性能要求的需要,它们的级数必定较多。

在20世纪80年代研制的大涵道比涡扇发动机,涵道比一般在5.0左右;90年代中后期研制的发动机涵道比大者达到8.0左右);21世纪初研制的发动机,涵道比达到10.0~11.0。涵道比越大,不仅低压压气机与低压涡轮级数要增多,而且效率低。

PW1000G涡轮间承力框架（B）

如果在风扇转子与由低压压气机及低压涡轮组成的低压转子间,安装一套减速比恰当的减速器（图1）,使风扇转子工作于较低的转速,而低压转子工作于高的转速下,即成为齿轮传动的涡轮风扇发动机GTF（Geared_Turbo_Fan）,可以很好地解决上述困境。

齿轮传动涡轮风扇发动机

涡轮间承力框架简图。涡轮间承力框框是位于高低压涡轮间的将高压转子后轴承（4号）负荷传至外机匣的结构，它是由外机匣、内机匣、连接内、外机匣的承力杆以及套在承力杆外面的空心导向叶片组成，4号轴承座固定在内机匣内。

涡轮间承力框架示意图

上世纪美国普惠公司在研制第三代战斗机用F100发动机过程中获得的重大成果，也成为以后军、民用发动机研制时必须遵循的规则，这也是我们国家在研制新发动机时应遵循的。航空发动机中，没有大问题与小问题之分，任何会引起发动机性能或可靠性的问题，都得认真对待，从严处理，这也是我们从GTF发生的故障中得到的经验。

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