栾永先

（中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳 110015）

0 引言

随着现代航空发动机推重比的不断增大，涡轮盘的工作温度和转速也不断提高，从而使其设计向着耐高温和高强度、低质量的方向发展。传统的涡轮盘结构很难满足未来先进发动机的设计要求，因此，亟需开发1种先进的涡轮盘结构设计技术。美国PW公司在IHPTET计划ATEGG分计划第III阶段的XTC67/1验证机上，对双辐板涡轮盘进行了试验验证，与传统涡轮盘相比，双辐板涡轮盘质量减轻了17%，转速提高了9%。

本文对双辐板涡轮盘的结构特点、加工工艺和技术难点进行了介绍，并应用ANSYS有限元软件对传统涡轮盘和双辐板涡轮盘的强度进行了对比分析。

1 双辐板涡轮盘结构分析

双辐板涡轮盘是由2个对称半盘零件焊接成的中空双辐板结构，具有减轻质量和提高AN2值等优势。在内孔进气冷却叶片方案中，具有滑出的小舌，转子旋转时小舌固定到位，以收集冷却空气，并将其引到盘缘对叶片进行冷却。美国PW公司对双辐板涡轮盘进行了试验验证，所采用的涡轮盘结构形式如图1所示。

从图1中可见，双辐板涡轮盘与传统涡轮盘有很大差异，其结构设计中有2大优点。

（1）在涡轮部件结构设计中，可以利用双辐板涡轮盘中的空腔形成冷却气体通道，一方面利用高压气对涡轮工作叶片进行冷却，另一方面可以让高压气充分冷却盘体，使涡轮盘在相对较低的温度下工作，有利于提高盘的强度和寿命或利于减重设计。……