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整机丨世界上最成功的航空发动机——CFM56-3涡扇发动机图文详解(附实物细节图)

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摘要

本文介绍了CFM56系列发动机,重点描述了其中一台因南航空难遗留的CFM56-3B1发动机残骸。该发动机以美国F101军用涡扇发动机为基础,满足低油耗、低噪声、低污染要求。文章详细列出了该发动机的参数,并阐述了其工作原理、总体外观、风扇、安装节、附件齿轮箱及滑油箱等部件的结构和功能。由于经历了空难,该发动机部分部件受损严重。


正文   

CFM(国际发动机公司)发动机是法国SNECMA公司和美国GE公司合作,以美国F101军用涡扇发动机的核心机为基础发展满足上世纪80年代飞机低油耗、低噪声、低污染要求的航空发动机。因这是CFM第56个发动机项目,因此命名为CFM56。CFM56系列发动机主要有CFM56-2、CFM56-3、CFM56-5A/-5A3、CFM56-5A4/-5A5、CFM56-5B、CFM56-5C和CFM56-7等型号。
这台CFM56-3B1发动机是97年5.8南航空难遗留的发动机残骸,目前留做教学用。1997年5月8日,执行重庆至深圳3456航班中国南方航空有限公司深圳公司波音737-300型B-2925号飞机,在着陆过程中失事。机上旅65人,死亡33人(包括重庆某报社的一名女记者),空勤组9人,死亡2人。由于经历了空难,该发动机前部受损严重。一些部件或结构因此丢失、损坏,或者因教学拆走,不是很完整。
CFM56-3B1发动机参数:
起飞推力 8239~8900daN  
巡航推力 2070daN  
巡航耗油率 0.678kg/(daN·h)  
推重比 4.70  
涵道比 5.00  
总增压比 22.6  
空气流量 297.4 kg/s  
涡轮进口温度 1266℃  
风扇直径 1524mm  
长度(风扇前安装边至涡轮后机匣出口) 2362mm  
质量 1941kg

注:77%的推力产生于风扇,23%推力产生于发动机喷气推力。

1.  工作原理

启动时,由起动机带动附件齿轮箱,由此带动一些附件(燃油泵、滑油泵等)以及高压压气机工作,燃油喷嘴喷油,同时点火咀放电点燃燃油。当转速达到要求时,起动机脱开,完成初步启动。

工作时,前方空气经过风扇,大部分空气经外涵道直接排出,产生直接推力以及核心机的外部冷却气流。小部分空气进入内涵道,经过低压压气机和高压压气机压缩,进入燃烧室与燃油(雾状)混合燃烧,产生高温高压燃烧尾气,推动涡轮工作。涡轮有三个涡轮盘,第一级是高压涡轮,带动高压压气机工作,第二第三级是低压涡轮,带动低压压气机和风扇工作。燃烧尾气经过涡轮后排出机外。


2.  总体外观

3.  风扇

单级轴流式,有38片叶片。叶片中间有减震凸台,减少叶片工作室的震动。盘与叶片材料为Ti/TA6V钛合金,盘后与增压级鼓筒相联,风扇轴由2个轴承支承。风扇机匣由17-4PH不锈钢制的3个圆环和12根支柱焊成,风扇出口导流叶片为实心铝合金锻件制成,风扇流道设置有复合材料的消声衬板。这台发动机因为空难,所有叶片均损坏,大部分叶片已经折断。

风扇整流锥,有前锥和后锥:

这是其中一片叶片,突起的是减震凸台:

叶片安装槽,在轴向和径向固定:

低压压气机进口。流过风扇叶片的空气分成两股,一股气流流向外侧涵道,产生直接推力;另一股气流流向内侧涵道,用以支持燃烧,同时产生间接推力。现在看到的是进口导向叶片,使气流以最佳角度进入压气机。

4.  安装节

安装节是发动机与飞机机体连接的唯一承力结构,用以传递推力、承受发动机本身重量。安装节有一前一后两个,用锥形螺栓与飞机机翼安装架连接。前安装节,与发动机风扇框架连接。

5.  附件齿轮箱、转换齿轮箱及其附件  

附件齿轮箱,下部因为空难已经缺失。附件齿轮箱的能量来自于发动机高压压气机,大约占发动机总功率的3-5%。用以带动一些发动机附件和传感器工作,比如N2(高压转子转速)转速传感器、发电机、燃油泵、滑油泵等。

6.  滑油箱  

滑油箱位于发动机的4点钟方向。

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来源:两机动力先行
复合材料燃烧航空电机材料螺栓
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首次发布时间:2024-04-21
最近编辑:8月前
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