首页> 军事 > F101发动机风扇叶片断裂和CFM56-3发动机在大雨中飞行

F101发动机风扇叶片断裂和CFM56-3发动机在大雨中飞行

2019-11-05 20:02:49 来源:网络

F101发动机风扇叶片断裂

在1991年初的海湾战争中,美国投入了除b1轰炸机以外的所有作战飞机,包括最新型和老式飞机。b 1轰炸机是美国投资的一大笔钱。经过历届总统的几次起伏,它最终为美国空军配备了大约100架轰炸机。

b-1轰炸机群没有参加海湾战争,主要是因为大约在战前一个月,它的发动机f101在1990年12月突然发生了两次风扇叶片断裂故障(当时f101已经累积了数十万小时的服役时间,风扇叶片断裂了五次)。发动机的可靠性无法保证。因此,飞机不能派去工作,必须在地面修理。

信息返回通用电气公司后,研究立即展开。发现叶片断裂有两个原因,即锁定叶片的扣环(卡环)的疲劳断裂和空气动力学引起的叶片疲劳,叶片被异物损伤。

为此,采取了两项相应的改进措施:加强挡圈,用inconel718代替原来的不锈钢,将挡圈厚度从0.16厘米增加到0.208厘米;叶片前缘涂有防锈涂层,叶片后部的外壳涂有空气罩,起到减震器的作用。这两项改进分别于1991年1月至3月实施,从而影响了对海湾战争的参与。

F404发动机钛外壳着火

F404发动机是通用电气公司为美国海军f/a 18舰载机研制的一种小旁通比军用涡扇发动机。f/a-18首次飞行于1978年11月。到1986年初,f404已经积累了100万个工作小时。

1987年11月,美国海军宣布,海军在1987年损失了9架f/a-18战斗机/攻击机。其中,4起是由f404高压压缩机钛外壳着火引起的。火焰烧穿了外壳,烧坏了钛外壳,导致飞机着火。

火灾原因是高压压缩机一级工作叶片疲劳断裂。碎片卡在转子和外壳之间。工作叶片和外壳均由钛合金制成,导致钛和钛之间的摩擦,导致钛外壳着火。经分析发现,原因是经过长期工作后,一、二级工作叶片的疲劳断裂是引发火灾的原因,而高压压缩机壳体中钛合金的使用是事故的根本原因。

因为高压压缩机中的空气压力和温度是容易引起钛合金点火的条件(在低压压缩机或风扇中点火不容易)。事故信息返回通用电气公司后,立即采取了相应的措施:修改第一和第三工作叶片的叶型,使其在长期工作后不易共振;基本措施是用m152合金钢代替钛合金作为套管,用pmr15复合材料代替外涵套管。

钛变成钢后,高压压缩机壳体的重量增加,但钛变成pmr15后,外涵壳体的重量减少。两者结合后,发动机重量增加了0.454公斤

由于民用涡扇发动机cfm56-3使用与f404相同的核心机(均由f101核心机开发),其高压压缩机外壳也由钛合金制成。然而,在设计中考虑了防止钛着火的问题,并且在对应于工作叶片的外壳上增加了更复杂的防火屏障。

当f404着火并将外壳更换为合金钢时,cfm56 3也将钛外壳更换为m152合金钢,并移除防火屏障。这一变化使发动机重量增加了5.64千克,但零件数量减少了140多个。

Cfm56-3发动机在大雨中飞行时熄火了。

配备cfm56发动机的波音737300双引擎飞机在1989年发生了两起事故。当飞机降落在大雨区域时,雨水被吸入发动机核心以熄灭燃烧室中的火焰,导致发动机停在空中。幸运的是,没有造成事故,但这确实是一个影响飞机安全的事件。信息反馈给通用电气公司后,分析和研究工作立即展开。

根据美国联邦航空局far33法规,发动机必须通过吞咽水测试(吞咽水量为空气流量的4%),然后才能最终确定。cfm563已通过测试。两次火灾表明雨太大,超过了规定值。理论上讲,它已经通过了美国联邦航空局的审批,设计符合far33的要求。它可以忽略这两个意外事件。

然而,为了确保飞行安全,公司仍然认真对待它。经过分析,得出的结论是,在风机后分流环处流入发动机的水没有充分排放到外侧涵洞,因此雨水更多地流入内涵。已做出以下改进。

(1)在现有结构下,尽可能向后移动风扇后面的分流环(用于将风扇后面的气流向内和向外分流),以扩大风扇叶片后缘与分流环之间的距离,方便水的流出。

(2)改进低压压缩机后气流弯道处的12个放气阀,便于气流弯道时在离心力的作用下将水或其他异物抛入涵洞。

(3)随着风扇旋转的进气罩(为了防止进气罩在运行过程中结冰,在cfm56 3的开发过程中,进气罩通过结冰试验逐渐变细)前部由纯锥形变为锥形,后部为椭圆形,有利于雨水向外抛洒。

(4)当飞机在雨区飞行时,如果需要在空中使用怠速状态(例如,在下降和着陆时),将怠速从32%n1增加到45%n1。

为了验证改进的有效性,ge公司进行了一次独特的测试,如图2所示。cfm56 3发动机安装在波音707改装的飞行试验台的2号发动机位置,在空气中以低速运行。一艘装满水的kc135加油机在波音707前飞行。其加油管在cfm56 3发动机入口处喷水,以检查发动机是否会失速。

试验结果表明,该改进措施可以防止发动机在大雨中熄火。为什么测试引擎需要在空气中缓慢移动?这是因为飞机起飞时,发动机处于大工作状态,转速很高。在大离心力的作用下,进入发动机的大部分雨水被抛入旁路气流,而没有进入燃烧室。

飞机着陆时,发动机在空气中低速运转,低压转子低速旋转,进入发动机的雨水较少被抛入旁路气流,大部分雨水将随气流流入燃烧室;在着陆过程中遇到大雨时,进入燃烧室的雨水会熄灭火焰,导致发动机停在空中。

在开发和试运行期间,pw4000发动机的性能迅速恶化。

在pw4000开发过程中的地面台架试验中,发现性能迅速恶化,即经过750次循环后,发动机油耗增量sfc冬季达到2.4%,非冬季达到1.0%。

经分析发现,冬季试运行时,各部件sfc的增量百分比为:风扇0.15%,高压压缩机0.35%,高压涡轮1.6%,低压涡轮0.3%(合计2.4%),即高压涡轮性能的恶化是冬季发动机性能迅速下降的主要部件。

经检查分析,高压汽轮机性能恶化的原因是汽轮机工作叶片外环内径处易磨损的陶瓷涂层(1.01毫米厚)。冬天吸入的沙子和砾石被完全磨掉,导致顶端间隙变大。

因此,提高易磨损陶瓷涂层的抗砂磨损性能是降低发动机性能下降率的重要措施。经过反复试验研究,认为在陶瓷原料中加入局部稳定氧化锆(psz,部分稳定氧化锆)可以提高其耐磨性。目前,这种改进措施已在pw4000、pw2037、v2500等发动机上采用。


快乐8下注

上一篇:哈维-洛佩斯:球队依然相信加耶戈 困境是全队而非个人责任
下一篇:静安超高人气小区临汾路620弄小区 VS 汾西路400弄小区

© Copyright 2018-2019 marcwienert.com 九矿新闻 Inc. All Rights Reserved.