看360 看360看360

发动机风扇叶片受多大力?

以下是为大家精心整理的"发动机风扇叶片受多大力?"相关知识及问题的最佳答案:

发动机风扇叶片受多大力?

涡扇发动机的推力确实基本上由风扇提供,对于大涵道比的民航飞机发动机更为明显。已经有很多答主说了叶片的载荷主要是气动载荷和离心载荷。我这里补充一下风扇在这两种载荷下等效应力分布,给各位一个直观定量的感受。其中这个风扇来自于某著名的低涵道比的J用发动机第一级风扇,计算工况是最高转速的最大压比状态。

第一幅图:只考虑离心载荷的等效应力分布,可以认为叶片在真空中旋转。

只考虑离心载荷

第二幅图:同时考虑离心载荷和气动载荷的等效应力分布,此为实际工作状态。

同时考虑离心载荷和气动载荷

可以看出来叶根的应力确实大,但是对于钛合金材料,还远没到失效的极限。离心载荷相比于气动载荷大很多。像 @Anthem 所说一样,各种振动才是导致叶片疲劳断裂故障多发的最重要原因。疲劳故障一般是流固耦合的一些非稳态效应所激励 ,叶片疲劳断裂也成为阻碍我国的航发研制进程的一大(群)拦路虎。

综上,其实各种比喻(比如典型的“每个叶片吊多少汽车”)所涉及到的静力学问题都不是关键难点,振动和疲劳才是;但是给业外人士科普航发难度还是“吊汽车”管用。


发动机风扇叶片受多大力?

涡扇发动机的推力确实基本上由风扇提供,对于大涵道比的民航飞机发动机更为明显。已经有很多答主说了叶片的载荷主要是气动载荷和离心载荷。我这里补充一下风扇在这两种载荷下等效应力分布,给各位一个直观定量的感受。其中这个风扇来自于某著名的低涵道比的J用发动机第一级风扇,计算工况是最高转速的最大压比状态。

第一幅图:只考虑离心载荷的等效应力分布,可以认为叶片在真空中旋转。

只考虑离心载荷

第二幅图:同时考虑离心载荷和气动载荷的等效应力分布,此为实际工作状态。

同时考虑离心载荷和气动载荷

可以看出来叶根的应力确实大,但是对于钛合金材料,还远没到失效的极限。离心载荷相比于气动载荷大很多。像 @Anthem 所说一样,各种振动才是导致叶片疲劳断裂故障多发的最重要原因。疲劳故障一般是流固耦合的一些非稳态效应所激励 ,叶片疲劳断裂也成为阻碍我国的航发研制进程的一大(群)拦路虎。

综上,其实各种比喻(比如典型的“每个叶片吊多少汽车”)所涉及到的静力学问题都不是关键难点,振动和疲劳才是;但是给业外人士科普航发难度还是“吊汽车”管用。


发动机风扇叶片受多大力?

风扇叶片主要承受两种载荷:气动载荷和离心载荷。其他的还有如大气温差负荷,以及振动引起的交变负荷等,不是很方便直观地进行描述,就不多做介绍。

以RB211-524H涡扇发动机为例,每片风扇叶片承受的离心载荷达到550kN,这是什么概念呢?要知道,该型发动机的最大推力仅有269.8kN(34℃)。就是说,RB211-524H发动机的单片风扇叶片所承受的离心载荷要超过整台发动机推力的两倍还要多!换算过来就是55吨。世界单台推力最大的涡扇发动机GE90-115B创造的单台推力世界纪录也不过56.9吨。这相当于RB211发动机在工作时每片叶片上都吊了一辆M1A1艾布拉姆斯主战坦克。然而巨大的离心载荷却难不倒小小的风扇叶片,使用经验表明,工作叶片由于振动而损坏才是轴流式压气机最常见的故障。没想到,叶片扛得住巨大的离心力却败给了不起眼的振动。

时间有限,关于发动机轮盘和叶片强度的相关知识我会在闲下来的时候再慢慢补充。但就算是这简单的介绍,相信各位也能感受到,航空发动机"工业皇冠上的明珠"之称绝非是浪得虚名了。


发动机风扇叶片受多大力?

风扇叶片主要承受两种载荷:气动载荷和离心载荷。其他的还有如大气温差负荷,以及振动引起的交变负荷等,不是很方便直观地进行描述,就不多做介绍。

以RB211-524H涡扇发动机为例,每片风扇叶片承受的离心载荷达到550kN,这是什么概念呢?要知道,该型发动机的最大推力仅有269.8kN(34℃)。就是说,RB211-524H发动机的单片风扇叶片所承受的离心载荷要超过整台发动机推力的两倍还要多!换算过来就是55吨。世界单台推力最大的涡扇发动机GE90-115B创造的单台推力世界纪录也不过56.9吨。这相当于RB211发动机在工作时每片叶片上都吊了一辆M1A1艾布拉姆斯主战坦克。然而巨大的离心载荷却难不倒小小的风扇叶片,使用经验表明,工作叶片由于振动而损坏才是轴流式压气机最常见的故障。没想到,叶片扛得住巨大的离心力却败给了不起眼的振动。

时间有限,关于发动机轮盘和叶片强度的相关知识我会在闲下来的时候再慢慢补充。但就算是这简单的介绍,相信各位也能感受到,航空发动机"工业皇冠上的明珠"之称绝非是浪得虚名了。


发动机风扇叶片受多大力?

嗯,怎么说呢,风扇叶片是实心的,涡轮叶片是中空的,合金需要耐高温高压,抗拉力,抗变形,高温下柔性很好,类似鸟类骨头中空的但是有强力筋相连,

风扇叶片,

不需要高温下,但是它的向心拉力会使叶片成蛋糕状撕裂,因为我国没有精密编排分子颗粒状分布,还有一个个酒囊饭袋的领导,唉


发动机风扇叶片受多大力?

嗯,怎么说呢,风扇叶片是实心的,涡轮叶片是中空的,合金需要耐高温高压,抗拉力,抗变形,高温下柔性很好,类似鸟类骨头中空的但是有强力筋相连,

风扇叶片,

不需要高温下,但是它的向心拉力会使叶片成蛋糕状撕裂,因为我国没有精密编排分子颗粒状分布,还有一个个酒囊饭袋的领导,唉


发动机风扇叶片受多大力?

1、推力不大,离心力才大

2、离心力产生的直接的拉力不大,离心力使叶片发生形变(弯曲或者被拉直)而产生的拉力才大。

以上,可以找个风扇试试,也可以翻翻材料力学、结构力学等等书籍。

不细说了。


发动机风扇叶片受多大力?

1、推力不大,离心力才大

2、离心力产生的直接的拉力不大,离心力使叶片发生形变(弯曲或者被拉直)而产生的拉力才大。

以上,可以找个风扇试试,也可以翻翻材料力学、结构力学等等书籍。

不细说了。


发动机风扇叶片受多大力?

是啊很结实

涡扇还算好的,一个发动机有几十片叶片,螺旋桨一个才几片,拉力只能分散在这几片上。

风扇盘和主轴才厉害,承受大多数推力


发动机风扇叶片受多大力?

是啊很结实

涡扇还算好的,一个发动机有几十片叶片,螺旋桨一个才几片,拉力只能分散在这几片上。

风扇盘和主轴才厉害,承受大多数推力