大型民用航空发动机.ppt
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1、cfm56牌号牌号CFM56CFM56用途军用用途军用/民用涡扇发动机民用涡扇发动机类型涡轮风扇发动机类型涡轮风扇发动机国家国际合作国家国际合作厂商厂商CFMCFM国际公司国际公司生产现状生产生产现状生产装机对象装机对象CFM56-2CFM56-2DC-8-71/-72/-73DC-8-71/-72/-73。CFM56-3CFM56-3波音波音737-300/-400/-500737-300/-400/-500。CFM56-5A/-5A3CFM56-5A/-5A3A320-100/-200A320-100/-200。CFM56-5A4/-5A5CFM56-5A4/-5A5 A319 A319。
2、CFM56-5BCFM56-5B A319/320/321 A319/320/321。CFM56-5CCFM56-5C A340-200/-300 A340-200/-300。CFM56-7CFM56-7波音波音737-600/-700/-800737-600/-700/-800。军用型军用型F108F108 波音波音KC-135R/-135FRKC-135R/-135FR,波音,波音E-6/-3E-6/-3,KE-3KE-3。研制情况研制情况19691969年法国政府针对国际民用航空市场形势提出了研究年法国政府针对国际民用航空市场形势提出了研究10t10t推力级涡扇发动推力级涡扇发动机的课题
3、法国机的课题,法国SNECMASNECMA公司经过分析和调查,公司经过分析和调查,19711971年底选择了美国年底选择了美国GEGE公司作为合公司作为合作伙伴,以美国作伙伴,以美国F101F101军用涡扇发动机的核心机为基础发展满足军用涡扇发动机的核心机为基础发展满足8080年代飞机低油耗、年代飞机低油耗、低噪声、低污染要求的发动机。低噪声、低污染要求的发动机。1971 1971年年1111月两家公司决定联合研制月两家公司决定联合研制10000daN10000daN级的大涵道比的发动机。级的大涵道比的发动机。19721972年年2 2月完成设计并开展试制,月完成设计并开展试制,197419
4、74年年9 9月正式组成月正式组成CFMCFM国际公司,发动机定名为国际公司,发动机定名为CFM56CFM56,试制的头两台发动机相继在两家公司试车台试车。,试制的头两台发动机相继在两家公司试车台试车。研制试验共用研制试验共用1111台发动机,其中台发动机,其中5 5台用于飞行试验。台用于飞行试验。19791979年年1111月在美国改装月在美国改装的波音的波音707-320707-320上首飞,后来累计飞行上首飞,后来累计飞行130h130h,同时在法国的,同时在法国的“快帆快帆”飞行台上完飞行台上完成了必要的试验。成了必要的试验。19791979年年1111月月9 9日日CFM56-2CF
5、M56-2型发动机获得美、法两国的适航证。型发动机获得美、法两国的适航证。CFM56 CFM56从从19711971年两家公司签订合作协议开始到取证时为止,扣除中间停顿年两家公司签订合作协议开始到取证时为止,扣除中间停顿1 1年年半时间,共耗时半时间,共耗时7 7年,发展费用花了年,发展费用花了1010亿美元。该发动机自亿美元。该发动机自19791979年年3 3月被选定改装月被选定改装麦克唐纳麦克唐纳道格拉斯公司的道格拉斯公司的DC-8DC-8飞机,至飞机,至19861986年共改装了年共改装了110110架飞机架飞机(每架每架4 4台台)。CFM56-2-B1CFM56-2-B1军方编号军
6、方编号F108-CF-100F108-CF-100用于换装美国空军的波音用于换装美国空军的波音KC-KC-135R 135R加油机和法国空军的加油机和法国空军的C-135ERC-135ER。CFM56-2A2CFM56-2A2 军方编号军方编号F108-CF-402F108-CF-402,用于装备美国海军的波音,用于装备美国海军的波音E-E-6A 6A和和E-8AE-8A。CFM56-3CFM56-3 是在是在CFM56-2CFM56-2基础上发展的,核心机与低压涡轮与基础上发展的,核心机与低压涡轮与-2-2 型相同,而风扇为型相同,而风扇为CF6-80ACF6-80A的缩型。的缩型。CFM5
7、6-5ACFM56-5A为空中客车为空中客车A320A320发展的发动机。为同发展的发动机。为同IAEIAE的的V2500V2500竞竞 争,设计了新的争,设计了新的3636个叶片的风扇和新的个叶片的风扇和新的4.54.5级低压涡级低压涡 轮。同轮。同CFM56-2CFM56-2相比,耗油率降低了相比,耗油率降低了131315%15%,可靠性,可靠性 提高了提高了303040%40%。CFM56-5A1CFM56-5A1 于于19871987年年8 8月获得美、法两国适航证,月获得美、法两国适航证,19881988年年2 2月开始月开始 用于汉莎航空公司的用于汉莎航空公司的A320A320。C
8、FM56-5A4 CFM56-5A4 为为-5A1-5A1的降推力改型,用于加拿大航空公司订购的的降推力改型,用于加拿大航空公司订购的 A319 A319。CFM56-5BCFM56-5B有有5 5种推力型别。采用了先进的双环腔燃烧室,发动种推力型别。采用了先进的双环腔燃烧室,发动 机的机的NOxNOx排放物较一般发动机降低约排放物较一般发动机降低约35%35%。CFM56-5CCFM56-5C是为空中客车是为空中客车A340A340四发远程客机设计的。发动机核心机与四发远程客机设计的。发动机核心机与 CFM56-5B CFM56-5B相同,低压部分同相同,低压部分同CFM56-5A1CFM5
9、6-5A1相比,风扇直径加相比,风扇直径加 大大101.6mm101.6mm,增压级增加,增压级增加1 1级,低压涡轮为级,低压涡轮为5 5级,采用了长管级,采用了长管 道混排喷管和第二代道混排喷管和第二代FADECFADEC。发动机耗油率比。发动机耗油率比FM56-5A1FM56-5A1降低降低 约约5%5%,噪声比联邦航空局,噪声比联邦航空局级要求低级要求低20db20db。属于。属于-5C-5C型的有型的有 以下一些型别:以下一些型别:CFM56-5C2CFM56-5C2,19911991年年1212月取得适航证;月取得适航证;FM56-FM56-5C3 5C3,19911991年年12
10、12月取得适航证;月取得适航证;CFM56-5C3/FCFM56-5C3/F,低压涡轮采用,低压涡轮采用 新材料,使排气红线温度由新材料,使排气红线温度由CFM56-5C3CFM56-5C3的的950950提高到提高到6565;CFM56-5C3/G CFM56-5C3/G,排气红线温度达到,排气红线温度达到975975,与,与CFM56-5C4CFM56-5C4水平水平 相同;相同;CFM56-5C4CFM56-5C4,风扇直径为,风扇直径为183.4cm183.4cm,将装于,将装于A340-A340-300X 300X,19941994年年1111月取得适航证。研究中的月取得适航证。研究
11、中的CFM56-5CXCFM56-5CX将装备将装备 A340-400X A340-400X,其核心机为,其核心机为CFM56-5C4CFM56-5C4的,采用宽弦风扇和一些的,采用宽弦风扇和一些 新材料与新技术,使之能够替代较大的涵道风扇发动机新材料与新技术,使之能够替代较大的涵道风扇发动机 (CFMIM109/M110)(CFMIM109/M110)和和GE90GE90的缩型的缩型(CFMI GE45)(CFMI GE45)。CFM56-7CFM56-7 1993 1993年年1111月开始发展的一个型别,原编号为月开始发展的一个型别,原编号为CFM56-3XSCFM56-3XS。即。即
12、在在CFM56-3CFM56-3型基础上采用直径为型基础上采用直径为1.55m1.55m的的2424个叶片宽弦风扇,个叶片宽弦风扇,设计新增压级,采用双环腔燃烧室,因此与设计新增压级,采用双环腔燃烧室,因此与CFM56-3CFM56-3相比,相比,噪声和污染显著降低,维护成本降低约噪声和污染显著降低,维护成本降低约15%15%,而发动机可靠,而发动机可靠 性保持不变。目前研制的性保持不变。目前研制的5 5个型别,即个型别,即CFM56-7B18CFM56-7B18、-B20-B20、-7B22 7B22、-7B24-7B24、-7B26-7B26,推力为,推力为8684868411730daN
13、11730daN。结构和系统结构和系统(CFM56-2/3)(CFM56-2/3)进进 气气 口环形、无进口导流叶片,流道外壁设置消声衬板,无防冰装置。口环形、无进口导流叶片,流道外壁设置消声衬板,无防冰装置。风扇单级轴流式。风扇单级轴流式。CFM56-2CFM56-2风扇叶尖带冠。风扇叶尖带冠。CFM56-3CFM56-3和和CFM56-5CFM56-5带叶中阻带叶中阻 尼凸台。尼凸台。CFM56-2CFM56-2有有4646片叶片,片叶片,CFM56-3CFM56-3有有3838片,片,CFM56-5CFM56-5有有3636片,片,盘与叶片材料为盘与叶片材料为Ti/TA6VTi/TA6V
14、钛合金,盘后与增压级鼓筒相联,风扇轴钛合金,盘后与增压级鼓筒相联,风扇轴 由由2 2个轴承支承。风扇机匣由个轴承支承。风扇机匣由17-4PH17-4PH不锈钢制的不锈钢制的3 3个圆环和个圆环和1212根支根支 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。置有复合材料的消声衬板。低压低压压压 气气 机机3 3级轴流式级轴流式(CFM56-5C(CFM56-5C为为4 4级级)。3 3级转子为整体钛合金锻件制成,出级转子为整体钛合金锻件制成,出 口处沿圆周均布口处沿圆周均布1212个可调放气活门,可于低
15、功率状态将部分空气个可调放气活门,可于低功率状态将部分空气 放放风扇通道。最大允许低压转子转速放放风扇通道。最大允许低压转子转速CFM56-2/-2A/-2B/-3-B1/-CFM56-2/-2A/-2B/-3-B1/-3B-2 3B-2为为5280r/min5280r/min,CFM56-3C-1CFM56-3C-1为为5490r/min5490r/min,CFM56-5ACFM56-5A为为 5100r/min 5100r/min,CFM56-5BCFM56-5B为为5200r/min5200r/min,CFM56-5C3/-5C2CFM56-5C3/-5C2为为 4800r/min 48
16、00r/min,-5C4-5C4为为4960r/min4960r/min,CFM56-7CFM56-7系列为系列为5380r/min5380r/min。高压高压压压 气气 机机9 9级轴流式。进口导流叶片和前级轴流式。进口导流叶片和前3 3级静子叶片可调,静子级静子叶片可调,静子 机匣为对开式,机匣为对开式,6 69 9级机匣为双层结构,外层机匣上设有级机匣为双层结构,外层机匣上设有 5 5级空气引出口,内层机匣为低膨胀合金制成并在级空气引出口,内层机匣为低膨胀合金制成并在5 5级引出级引出 空气包围中,起到了控制压气机后面级间隙的作用。转子空气包围中,起到了控制压气机后面级间隙的作用。转子
17、鼓筒鼓筒1 12 2级为钛合金锻件惯性摩擦焊成,级为钛合金锻件惯性摩擦焊成,3 3级盘为钛合金级盘为钛合金 锻件制成,锻件制成,4 49 9级为级为Rene95Rene95惯性摩擦焊成。转子叶片惯性摩擦焊成。转子叶片1 13 3 级为钛合金制,级为钛合金制,4 49 9级为级为IN718IN718制成,第制成,第1 1级转子叶片叶尖级转子叶片叶尖 切线速度为切线速度为400m/s400m/s,展弦比为,展弦比为1.491.49。1 13 3级叶片固定于轮级叶片固定于轮 盘的轴向燕尾槽中,盘的轴向燕尾槽中,4 49 9级固定于环形燕尾槽中。所有转级固定于环形燕尾槽中。所有转 子叶片可单独更换,各
18、级均设孔探仪子叶片可单独更换,各级均设孔探仪燃燃 烧烧 室室短环形。火焰筒由短环形。火焰筒由Hastelloy XHastelloy X锻环机械加工成,内外壁锻环机械加工成,内外壁 均有分段气膜冷却。火焰筒头部有均有分段气膜冷却。火焰筒头部有2020个高压空气雾化喷个高压空气雾化喷 嘴,燃烧室机匣材料为嘴,燃烧室机匣材料为IN718IN718。CFM56-5B2CFM56-5B2采用降低污染采用降低污染 的双环腔设计。的双环腔设计。高压涡轮单级轴流式。导向器叶片和转子叶片高压涡轮单级轴流式。导向器叶片和转子叶片 均用压气机出口空气冷却,高压涡轮与高压均用压气机出口空气冷却,高压涡轮与高压 压气
19、机组成的高压转子由前后二个轴承支压气机组成的高压转子由前后二个轴承支 承,在所有系列中,其最大工作转速允许到承,在所有系列中,其最大工作转速允许到 15183r/min 15183r/min,由高压压气机第,由高压压气机第5 5级和第级和第9 9级引级引 来的空气对高压涡轮进行主动间隙控制。来的空气对高压涡轮进行主动间隙控制。低压涡轮低压涡轮4 4级轴流式级轴流式(CFM56-5A(CFM56-5A为为4.54.5级,级,CFM56-5CCFM56-5C为为5 5 级级),涡轮机匣引风扇后空气进行间隙控,涡轮机匣引风扇后空气进行间隙控 制,涡轮后机匣为制,涡轮后机匣为1212个支板结构,中心支
20、承个支板结构,中心支承 低压转子后支点,低压涡轮轴上低压转子后支点,低压涡轮轴上4 4号中介轴号中介轴 承支承高压转子。承支承高压转子。起飞推力(daN)CFM56-210670(30)-2A 10670(35)-2-B1 9798(32.2)-3C-1 823910460(30)-3B-2 9798(30)-3-B1 82398900(30)-5-A1 11134(30)-5A311802(30)-5B113360(30)-5B213806(30)-5B412025(45)-5C213895(30)-5C314474(30)-5C415142(30)-7B18 8684-7B20 9174-
21、7B22 10109-7B24 10778-7B26 11713巡航推力(H=10668m,M=0.8,daN)CFM56-2-C1 2217-2A-2 2565-2-B1 2213-3-B1 2070-3B-2 2244-3C-1 2391-5-A1 2227-5A3 2227-5B1 2600-5B2 2600-5B4 2227-5C2/-5C33079-5C4 3225空气流量(kg/s)CFM56-2-C1 357.7-3-B1 297.4-5-A1 386.5-5B1 428.1-5C2 511.6-7B18 307.35-7B26 353.7涵道比CFM56-2(各型)6.00-3
22、B1/-3C-1 5.00-3B-2 4.90-5-A1/-5A3 6.00-5B4 5.70-5C2 6.60-7B18/-7B20 5.50-7B22/-7B24 5.30-7B26 5.10总增压比CFM56-2-C1 24.7-2-C2 26.5-3-B1 22.6-3B-2 23.9-5 26.5-5C 31.5-5C2 37.4涡轮进口温度()CFM56-21347-2A2 1347-2B1 1296-3B1 1266-3B2 1318-3C 1373-5A1 1263-5B 1324-5C2 1362风扇直径(mm)CFM56-21735-3 1524-5 1735-5C2 1
23、836长度(风扇前安装边至涡轮后机匣出口,mm)CFM56-22430-3 2362-5-A1/-5A3 2423-5B1/-5B2/-5B42600质量(kg)CFM56-2-C1/-2-C2 2104-3-B1 1941-3B2 1951-5-A1/-5A3 2267-5C2 2561巡航耗油率kg/(daNh)CFM56-2-C1/2-C20.683-2-B1 0.668-2A-2 0.677-3-B1 0.678-3B-2 0.666-3C-1 0.666-5A1 0.607-5C2 0.577推重比CFM56-25.10-2A 4.90-3B1 4.70-3B2 5.10-3C 5.
24、50-5/-5A2 5.00-5A3 5.30-5C2 5.50v2500v2500 1983年9月,美国普拉特惠特尼公司(P&WA)、英国罗尔斯罗伊斯公司(RR)、日本航空发动机公司(JAEC)、联邦德国MTU公司和意大利菲亚特公司联合组成了国际航空发动机公司(IAE),共同研制和生产一种推力为25000lb(11100daN)级的涡扇发动机,即V2500,型号编号中V表示是五国合作研制的 装机对象V2522-D5MD-95。V2500-A1A320-100/-200,MD-90-30。V2527-A5A320/A321/A319。V2528-D5MD-90-10/-30/-40。V2530
25、A5A321-100。V2535 A321-100。风扇单级轴流式 低压压 气 机4级轴流式(V2500-A1为3级)。真空电子束焊接的鼓筒以螺栓固定于 风扇之后。设有放气环。高压压 气 机10级轴流式。前5排静子叶片可调,压比为16。燃 烧 室短环形,采用浮壁结构,耐高温且便于维修。沿圆周分布有20 个气动雾化喷嘴。高压涡轮2级轴流式,采用三维设计叶型、气冷单晶涡轮叶片和超塑性等 温锻造的粉末冶金盘。盘材料为MERL76,第1级导向器用MAR-M509精铸,第2级导向器用MAR-M247精铸。涡轮外环采用可 调主动间隙控制。低压涡轮5级轴流式,采用三维设计叶型和叶尖间隙主动控制。起飞推力(
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