发动机高压压气机防钛火技术研究

摘要

钛合金具有良好的比刚度、比强度以及较高的耐热性能，是高性能发动机减轻结构重量、提高推重比不可或缺的关键材料，因而在现代航空发动机风扇、压气机及其它构件中得到了广泛应用[1-3]。但是，钛合金导热系数低、氧化生成热和燃烧热焓高，容易着火燃烧，一旦发生钛火，在几秒内烧毁发动机，瞬间造成机毁人亡的惨剧。因此，钛火防治在国内某发动机钛火故障后已经引起了高度重视。本论文就是在这种情况下，研究了几方面的航空发动机防钛火技术，并结合试验验证情况对所研究的防钛火技术进行了综合论述。
　　在具体的防钛火研究技术方面，通过对国内外最新的阻燃合金研究状态的跟踪和对比分析，初步探索了阻燃钛合金的机理、阻燃性能的评价方法，以及当前已成功应用的阻燃合金体系，从而对阻燃钛合金防钛火这一关键技术进行了初步的研究和论证，指出了阻燃钛合金工程化存在的风险和问题；进行了机匣内壁防钛火复合涂层技术的研究，通过对涂层材料筛选，对性能测试试验结果对比分析，找出了具有阻燃特性，且其它性能优良、具备工程化应用潜质的阻燃涂层（包括其制备方法）；通过总结整理，提出了航空发动机叶尖径向间隙分析技术并且对某压气机径向间隙进行了分析计算；本文还对目前比较好的防钛火结构设计技术进行了类比和分析。
　　最后对所研究的防钛火技术进行了有效性试验验证。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究的必要性

1.2 国外研究状况

1.3 国内研究状况

1.4 本文的选题和研究内容

第二章 阻燃钛合金研究

2.1 阻燃机理的认识与探索

2.2 阻燃性能评价方法研究

2.3 阻燃钛合金体系及应用状况

2.4 结语－阻燃钛合金防钛火

第三章 防钛火涂层研究

3.1 国内外防钛火涂层研究及应用状况

3.2 机匣内壁防钛火涂层的研制方案和技术路线

3.3 阻燃涂层材料的筛选

3.4阻燃+封严复合涂层制备及性能检测分析

3.5 结语－阻燃涂层防钛火

第四章 叶尖间隙分析技术

4.1 径向间隙的影响因素[26]

4.2 机匣及转子零件伸长量的计算方法

4.3 径向间隙的设计方法

4.4 工程例算分析

4.5 结语-叶尖间隙分析技术防钛火

第五章 防钛火结构设计技术

5.1 不成对使用钛合金

5.2 增加防火隔层

5.3 采用双层机匣结构

5.4 加强关键对磨部位零件的刚性设计

5.5 机匣开斜槽结构

5.6 结语-防钛火结构设计技术

第六章 试验验证

6.1 阻燃钛合金的试验验证

6.2 防钛火涂层的试验验证

6.3叶尖间隙分析技术和防钛火结构设计技术的试验验证

6.4 总结

第七章 结论与展望

7.1 研究总结

7.2 今后的工作及展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果