本书是一本全面分析航空发动机结构设计的专著,内容涉及航空发动机结构设计的各个方面,包括:部件结构与总体结构、传动润滑、主轴承等的设计分析,发动机发展中的特种试验与使用中出现的重大故障,提高发动机可靠性、维修性的措施,排除故障的程序与方法,新型发动机中采用的某些新颖结构与加工方法等。本书还分别对国外现役与在研的先进军、民用航空发动机如F100、F110、F404、EJ200、RB199、RD93、F119以及CFM56、CF6、PW4000系列、RB211系列、遄达系列与GE90等的发展及结构设计特点进行了详尽的分析。
本书中有关民用发动机的文章,其资料与图片多数是从三家著名航空发动机研制公司(普惠、GE与罗·罗公司)来华参展、技术报告与产品研发报告以及产品使用说明书等中获得的,军用发动机的资料及图片部分来自航展,更多的是来自《Aviation Week& Space Technology》等英文专业期刊。在这次整理改写过程中,又从网上获得不少资料,使所改写的文章,大部分能与时俱进,反映了一些最新的发展进程。
本书不仅能为航空发动机厂所的广大技术人员及技术领导提供一手资料,也能给从事航空发动机材料、工艺研究工作的技术人员及飞机设计人员参考带来帮助。
附：《航空发动机结构设计分析（第1版）》前言
2005年9月15日是我从事航空教育事业50周年的纪念日子。回忆这半个世纪来,我所进行的工作,一直是围绕着航空发动机结构设计这一专业进行的。
我曾指导本科学生航空发动机课程设计与毕业设计,为本科学生与研究生讲授航空发动机结构设计课程,指导硕士生进行有关航空发动机结构设计的专题研究等多项教学工作;20世纪60年代中期,在深入分析研究某型航空发动机的残骸基础上,与其他同志合作共同指导学生完成了该型发动机的反设计工作,完成了全部生产蓝图与生产技术文件;在“文革”停课“闹革命”期间,与少数教师、技术工人和十几位学生,对该型发动机的残骸进行修复与补充加工,组装了一台供试车用的发动机,并成功地进行了试车,100%地达到了原发动机的最大转速;随后在该型发动机国产化过程中,又进行了艰苦的排除故障过程,为该型发动机日后的定型与“上天”打下了基础。这近十年的发动机研制工作,充实了我对发动机研制工作的感性知识,为更好地完成航空发动机结构设计的教学与科研工作,以及发动机的排故工作打下了比较好的基础。
从20世纪90年代初起,我作为原航空工业部组织的“发动机重点型号专家顾问组”专家,在10多年时间中,参与了我国两个重点大型发动机型号研制的咨询与顾问工作;进入21世纪后,又参与了直升机用新型涡轴发动机研制的咨询与顾问工作。在参与这三型发动机研制的咨询与顾问工作中,除了为这些发动机的研制与排故工作出谋划策外,也学习到了不少从书本上得不到的实际知识。
在教学、科研与生产工作过程中,我一直注意收集与航空发动机结构设计有关的资料与图纸,并进行较深入的分析,在此基础上,先后(主要是近20年)撰写了80余篇有关航空发动机结构设计的专文,发表在专业性的期刊上;另外还写过一些专门的结构分析文章。这些文章涉及发动机结构设计的各个方面,结合实际,且拥有较多的结构图,在目前看来,仍具有一定参考价值。考虑到目前我国航空发动机行业中,尚缺少一支强大的结构设计方面的年轻专家队伍,我希望我写的这些文章,对于那些从事航空发动机研制工作以及其他方面的专业人员能有一定的帮助。因此,我想在我从教50周年之际,挑选部分尚有参考价值的文章,补充一些新内容并予以修改、整理,编著出版一本航空发动机结构分析的专著。当我将这一想法与航空一集团公司发动机事业部和航空二集团公司发动机部的领导谈过后,他们一致表示支持并对这本书的出版抱有极大的期望,同时还为本书的编写出版工作在经费上给予了慷慨的支持。他们的大力支持,坚定了我编写出版这本书的决心。
在筛选了编入本书的文章内容后,我又逐篇进行了整理改写及补充插图等工作。此工作从2004年年底至2005年8月,历时近10个月。
本书中有关民用发动机的文章,其资料与图片多数是从三家著名航空发动机研制公司(普惠、GE与罗·罗公司)来华参展、技术报告与产品研发报告以及产品使用说明书等中获得的,军用发动机的资料及图片部分来自航展,更多的是来自《AviationWeek& SpaceTechnology》等英文专业期刊。在这次整理改写过程中,又从网上获得不少资料,使所改写的文章,大部分能与时俱进,反映了一些最新的发展进程。
为了使读者可以有选择地阅读自己感兴趣的文章,而不必从头起一篇篇地阅读下去,所以编入本书的文章,每篇均能比较完整地论述有关内容。因此,有些插图与部分论点,可能会在几篇文章中出现,尚祈读者谅解。
本书的出版,得到北京航空航天大学教务处、北京航空航天大学出版社的大力支持,还得到航空一集团公司发动机事业部、航空二集团发动机部以及贵州航空发动机研究所的支持,在此一并致以衷心谢!
我国航空发动机界的老前辈、著名的航空发动机老专家吴大观教授以及我的老师、著名的航宇动力专家、原北京航空航天大学校长曹传钧教授慨然为本书作序,使本书增色不少,在此表示衷心的感谢!
由于航空发动机结构涉及的专业面较广,又限于本人的水平,本书中肯定会有不足与错误之处,欢迎读者批评指正!
附：《航空发动机结构设计分析（第2版）》前言
本书于2006年7月出版后,正像我的老师曹传钧教授在为本书写的序言中说的那样:“我相信,本书的出版将填补我国专业图书中航空发动机结构设计、分析专著的空白,对于从事航空发动机研制、应用的科技人员和相关专业教师、学生都是很有帮助的”,受到了从事航空发动机研制、生产与使用部门的欢迎。时任中国航空工业第二集团公司总经理的张洪飚同志为本书的出版给我写了一封信,信中写道:
陈教授:
《航空发动机结构设计分析》一书收到,多谢惠赠!
先生从教半余世纪,传道授业,桃李芬芳;笔耕不辍,著可等身,令人敬仰。
航空发展,须动力先行。然而,较之飞机,在航空发动机方面我国与航空发达国家相比差距更大,形势更为严峻,故航空动力亟待实现跨越式发展。跨越式发展,我以为途径有三:其一,基础研究取得突破,带来产业上的革命;其二,不断改进,从量变到质变;其三,借力发展,通过对外合作实现“撑杆跳”。三者基础研究最为本质,最为关键。先生大作,汇集了教授思想精华,凝结了航空发动机改进发展史,解答了发动机结构设计若干疑难问题,对指导我国发动机基础研究和研制实践均大有裨益。请允许我作为一个老航空，对先生的工作表示感谢。
2006年9月14日
时任空军装备部部长的魏钢将军看完本书后,专门派参谋到北京航空航天大学找到我,说:魏部长从头到尾看完本书后,感觉这本书写得好,很有实用价值,对空军很有用,希望今后陈教授能参加空军有关发动机的专业会议等。
张洪飚总经理的信与魏钢部长的话,均说明本书在中国航空发动机研制、使用中能起到一定作用。很快,出版首印的2500册销售一空,不时有人找我想要买到此书,也只能空手而归。我曾在某研制单位看到设计人员由于买不到本书,而将本书复印后装订成厚厚一大本,时时翻阅的情况,感到不安。曾经有人向我提出能否重印本书,以满足读者要求的建议,我感到重印本书意义不大,是不可取的。因为航空发动机的发展可用“日新月异”来形容,如果我的书不能与时俱进,反映发动机发展的最新技术,那么出版它的意义就不大了。
在本书出版后的几年中,民用航空事业取得突飞猛进的发展,A380、B787、B747-8等满足21世纪“绿色航空”要求的新型客机先后投入航线使用,为这些飞机研制的遄达900、遄达1000与GEnx等适应“绿色航空”要求的发动机。经过研制厂商大力开发,这些新型发动机已先后投入使用。为竞争中国大型客机C919发动机的场,PW1000G与LEAP中等推力的发动机先后启动了研制计划,且已被多种飞机选用。当代推力最大的发动机———GE90 115B在风扇转子支承结构中,一改传统的设计,采用全新的布局方案,已被最新发展的发动机?用。遄达900在飞行中中压涡轮爆破,造成现代最豪华、最经济与最安全的A380飞机严重受损的事件,曾是2010年在航空界中最为轰动的事件。
在本书出版后的这些年中,我紧跟形势,先后撰写了近20余篇有关发动机发展的文章,反映了前面所述的一些新发动机的研制与设计特点,重大故障的分析等,基本做到了“与时俱进”。我想是否能选出一些文章增补到我原来出版的《航空发动机结构设计分析》一书中进行再版。2012年底,我将我的想法与出版本书的北京航空航天大学出版社负责人进行了交流,他们认为值得再版。经我筛选后决定增加18篇文章(同时删去原书1篇文章),这样,由原书的67篇文章增加到84篇,增幅为21%。出版社认为增加内容较多,不宜重印,因而?用了“第2版”的形式再版。
本书第2版的出版得到中航商用航空发动机有限责任公司的支持,并北京航空航天大学出版社的全力配合,在此表示衷心的感谢。
2013年5月
