世界上最成功的商用发动机:CFM56-3的燃烧室结构介绍

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世界上最成功的商用发动机:CFM56-3的燃烧室结构介绍

CFM56 3的燃烧室(见图33)为短环形燃烧室,有20个低压喷嘴,由燃油总管来的燃油是单路的,进入喷嘴后,在弹簧加载的分配活门作用下,分成主、副油路进入喷口,这种设计使外部管路简单了,但却使喷嘴复杂化(通常,分配活门装在燃油控制器后,用两个油管与喷嘴相连),为了减少启动时燃烧不完全造成排放污染,在1985年10月后,将4个喷嘴(7,8,14,15号,从后向前看,1号位于最上方)或2个喷嘴(14,15号)的主油路燃油量加大(加大43%),造成启动时局部富油。

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图33、CFM56-3燃烧室

火焰筒(见图34)外壳、内壳在前端装有20个球状的头部,并装有外、内整流罩,在原设计中,三者是焊接在一起的,1984年10月改为用螺钉连接(自锁螺母先焊在整流罩上)。每个头部的前端均为漩涡器,它是由前端的主漩涡器,后端的副漩涡器组成,两者间由一文氏管相连,漩涡器的叶片不似一般发动机中的轴向安排的,而是做成径向安排的。

为了提高火焰筒的寿命与抗热腐蚀能力,从1985年4月起,火焰筒壳体与燃气接触的表面上,增加了一层隔热涂层(ThermalBarrierCoating,TBC),该涂层的底层为含铬、铜、镍、镁的铝合金Nicral的镀层,其上复以一层氧化钇一锆,采用这一涂层后,发动机重量增加1.478kg。

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图34、CFM56-3的火焰筒

外、内整流罩前缘均在前端卷成圆边,其内装有减振钢丝,在使用中,由于钢丝被卷压得不够紧,造成钢丝在卷边中活动,而使钢丝与卷边的材料均有磨损,当卷边磨损过多,钢丝会弹出,碰到喷嘴油管的拐弯处,造成油管磨损,在外场使用中,曾出现过12起卷边磨穿的事件。

其中四起引起喷嘴油管拐弯处磨损,并造成一起燃油外泄引起燃烧室机匣烧穿的事件。为此,要求卷边时,要将钢丝紧紧压住,整流罩的板料厚度不能小于0.73mm。1993年9月还规定定期用孔探仪对整流罩卷边处进行检测,它规定新装的发动机,在使用11000EFH后进行第1次检查,以后每隔1700EFH检查一次。

当发动机遭受鸟撞击后,也会对燃烧室造成一定的影响。它会使头部及内整流罩损坏,还会造成喷嘴与头部脱开,为此,波音公司修订的维护手册中规定,在遭到鸟撞击后,如有迹象表明核心机已吸入鸟残骸时,应对火焰筒头部进行孔探检查,如果发动机参数无变化,检查可在 25EFH 或10个起落以内进行,如发动机参数有异常现象,则应立即进行检查。

为了彻底解决鸟撞击后对火焰筒造成的损伤问题,从1993年4季度起,新生产的发动机采取了加强措施,即在头部的每两个漩涡器间加了一绰号称为鸟“缓冲器”的加强块(共20块),以防止漩涡器变形并保持喷嘴的配合。另外,在内整流罩内壁处还加了一加强环(沿圆周做成4段),用40个螺栓将加强环、加强块固定到内整流罩上。

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燃烧室后安装边与高压涡轮机匣前安装边连接用的螺栓,在使用中,曾发生过松脱与折断,引起燃烧室机匣破裂。曾有18根用 Waspaloy做的螺栓断裂。为此,1989年5月起,改用Incol718的螺栓与螺帽。对未改材料的螺栓,1990年9月规定,在对飞机作 B检时,目视检查该螺栓是否松脱,并检查螺帽的拧紧力矩。

航空经济发展河南省协同创新中心

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