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词条 CFM56航空发动机
释义

概况

名 称 CFM56-3涡轮风扇发动机

牌 号 CFM56

用 途 军用/民用涡扇发动机

类 型 双转子、轴流式、高涵道、分开排气的涡轮风扇发动机

动力分配 (次)风扇排气提供78%的推力,(主)涡轮排气提供22%的推理和提供和驱动 附件齿轮箱

国 家 美国、法国

厂 商 通用电器(GE)、斯奈克玛(snecma)

生产现状 生产

装机对象 CFM56-2 DC-8-71/-72/-73。

CFM56-3 波音737-300/-400/-500。

CFM56-5A/-5A3 A320-100/-200。

CFM56-5A4/-5A5 A319。

CFM56-5B A319/320/321。

CFM56-5C A340-200/-300。

CFM56-7 波音737-600/-700/-800。

军用型F108 波音KC-135R/-135FR,波音E-6/-3,KE-3。

研制情况

1969年法国政府针对国际民用航空市场形势提出了研究10t推力级涡扇发动机的课题,法国SNECMA公司经过分析和调查,1971年底选择了美国GE公司作为合作伙伴,以美国F101军用涡扇发动机的核心机为基础发展满足80年代飞机低油耗、低噪声、低污染要求的发动机。1971年11月两家公司决定联合研制10000daN级的大涵道比的发动机。1972年2月完成设计并开展试制,1974年9月正式组成CFM国际公司,发动机定名为CFM56,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11台发动机,其中5台用于飞行试验。1979年11月在美国改装的波音707-320上首飞,后来累计飞行130h,同时在法国的“快帆”飞行台上完成了必要的试验。1979年11月9日CFM56-2型发动机获得美、法两国的适航证。CFM56从1971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年半时间,共耗时7年,发展费用花了10亿美元。该发动机自1979年3月被选定改装麦克唐纳·道格拉斯公司的DC-8飞机,至1986年共改装了110架飞机(每架4台)。

CFM56-2-B1 军方编号F108-CF-100用于换装美国空军的波音KC-135R加油机和法国空军的C-135ER。

CFM56-2A2 军方编号F108-CF-402,用于装备美国海军的波音E-6A和E-8A。

CFM56-3 是在CFM56-2基础上发展的,核心机与低压涡轮与-2型相同,而风扇为CF6-80A的缩型。

CFM56-5A 为空中客车A320发展的发动机。为同IAE的V2500竞争,设计了新的36个叶片的风扇和新的4.5级低压涡轮。同CFM56-2相比,耗油率降低了13~15%,可靠性提高了30~40%。

CFM56-5A1 于1987年8月获得美、法两国适航证,1988年2月开始用于汉莎航空公司的A320。CFM56-5A4为-5A1的降推力改型,用于加拿大航空公司订购的A319。

CFM56-5B 有5种推力型别。采用了先进的双环腔燃烧室,发动机的NOx排放物较一般发动机降低约35%。

CFM56-5C 是为空中客车A340四发远程客机设计的。发动机核心机与CFM56-5B相同,低压部分同CFM56-5A1相比,风扇直径加大101.6mm,增压级增加1级,低压涡轮为5级,采用了长管道混排喷管和第二代FADEC。发动机耗油率比CFM56-5A1降低约5%,噪声比联邦航空局Ⅲ级要求低20db。属于-5C型的有以下一些型别:CFM56-5C2,1991年12月取得适航证;CFM56-5C3,1991年12月取得适航证;CFM56-5C3/F,低压涡轮采用新材料,使排气红线温度由CFM56-5C3的950℃提高到965℃;CFM56-5C3/G,排气红线温度达到975℃,与CFM56-5C4水平相同;CFM56-5C4,风扇直径为183.4cm,将装于A340-300X,1994年11月取得适航证。研究中的CFM56-5CX将装备A340-400X,其核心机为CFM56-5C4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(CFMIM109/M110)和GE90的缩型(CFMI GE45)。

CFM56-7 1993年11月开始发展的一个型别,原编号为CFM56-3XS。即在CFM56-3型基础上采用直径为1.55m的24个叶片宽弦风扇,设计新增压级,采用双环腔燃烧室,因此与CFM56-3相比,噪声和污染显著降低,维护成本降低约15%,而发动机可靠性保持不变。目前研制的5个型别,即CFM56-7B18、-7B20、-7B22、-7B24、-7B26,推力为8684~11730daN。

构造

结构和系统

(CFM56-2/3)

进 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。

风 扇 单级轴流式。CFM56-2风扇叶尖带冠。CFM56-3和CFM56-5带叶中阻尼凸台。CFM56-2有46片叶片,CFM56-3有38片,CFM56-5有36片,盘与叶片材料为Ti/TA6V钛合金,盘后与增压级鼓筒相联,风扇轴由2个轴承支承。风扇机匣由17-4PH不锈钢制的3个圆环和12根支柱焊成,风扇出口导流叶片为实心铝合金锻件制成,风扇流道设置有复合材料的消声衬板。

低压压气机 3级轴流式(CFM56-5C为4级)。3级转子为整体钛合金锻件制成,出口处沿圆周均布12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CFM56-2/-2A/-2B/-3-B1/-3B-2为5280r/min,CFM56-3C-1为5490r/min,CFM56-5A为5100r/min,CFM56-5B为5200r/min,CFM56-5C3/-5C2为4800r/min,-5C4为4960r/min,CFM56-7系列为5380r/min。

高压压气机 9级轴流式。进口导流叶片和前3级静子叶片可调,静子机匣为对开式,6~9级机匣为双层结构,外层机匣上设有5级空气引出口,内层机匣为低膨胀合金制成并在5级引出空气包围中,起到了控制压气机后面级间隙的作用。转子鼓筒1~2级为钛合金锻件惯性摩擦焊成,3级盘为钛合金锻件制成,4~9级为Rene95惯性摩擦焊成。转子叶片1~3级为钛合金制,4~9级为IN718制成,第1级转子叶片叶尖切线速度为400m/s,展弦比为1.49。1~3级叶片固定于轮盘的轴向燕尾槽中,4~9级固定于环形燕尾槽中。所有转子叶片可单独更换,各级均设孔探仪检查口。

燃 烧 室 短环形。火焰筒由Hastelloy X锻环机械加工成,内外壁均有分段气膜冷却。火焰筒头部有20个高压空气雾化喷嘴,燃烧室机匣材料为IN718。CFM56-5B2采用降低污染的双环腔设计。

高压涡轮 单级轴流式。导向器叶片和转子叶片均用压气机出口空气冷却,高压涡轮与高压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15183r/min,由高压压气机第5级和第9级引来的空气对高压涡轮进行主动间隙控制。

低压涡轮 4级轴流式(CFM56-5A为4.5级,CFM56-5C为5级),涡轮机匣引风扇后空气进行间隙控制,涡轮后机匣为12个支板结构,中心支承低压转子后支点,低压涡轮轴上4号中介轴承支承高压转子。

尾 喷 管 固定面积收敛喷管。风扇流道内设置反推力装置。

控制系统 采用带补充模拟电子输入的伍德沃德机械液压式燃油控制器,CFM56-5采用全权数字式电子控制器。

起动系统 空气起动机装在传动齿轮机匣上(CFM56-5在附件齿轮机匣上)。

技术数据

起飞推力(daN)

CFM56-2 10670(30℃)

-2A 10670(35℃)

-2-B1 9798(32.2℃)

-3C-1 8239~10460(30℃)

-3B-2 9798(30℃)

-3-B1 8239~8900(30℃)

-5-A1 11134(30℃)

-5A3 11802(30℃)

-5B1 13360(30℃)

-5B2 13806(30℃)

-5B4 12025(45℃)

-5C2 13895(30℃)

-5C3 14474(30℃)

-5C4 15142(30℃)

-7B18 8684

-7B20 9174

-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/-5C3 3079

-5C4 3225

巡航耗油率[kg/(daN·h)]

CFM56-2-C1/2-C2 0.683

-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

CFM56-2 5.10

-2A 4.90

-3B1 4.70

-3B2 5.10

-3C 5.50

-5/-5A2 5.00

-5A3 5.30

-5C2 5.50

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 -5C4 483.5

-7B18 307.35

-7B26 353.7

涵道比

CFM56-2(各型) 6.00

-3-B1/-3C-1 5.00

-3B-2 4.90

-5-A1/-5A3 6.00

-5B4 5.70

-5C2 6.60 -5C3 6.50 -5C4 6.40

-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(℃)

CFM56-2 1347

-2A2 1347

-2B1 1296

-3B1 1266

-3B2 1318

-3C 1373

-5A1 1263

-5B 1324

-5C2 1362

风扇直径(mm)

CFM56-2 1735

-3 1524

-5 1735

-5C2 1836 -5C4 1836

长度(风扇前安装边至涡轮后机匣出口,mm)

CFM56-2 2430

-3 2362

-5-A1/-5A3 2423

-5B1/-5B2/-5B4 2600

质量(kg)

CFM56-2-C1/-2-C2 2104

-3-B1 1941

-3B2 1951

-5-A1/-5A3 2267

-5C2 2561

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更新时间:2024/11/16 5:29:08