图4－2 某燃烧室结构图（末级叶片连接）
由于平行传力结构多用于没有涡轮前支点情况，径向力不大，内机匣变形也不大。优点是结构简单，工作可靠，不产生轴向热应力等。各种传力方式的特点和适用范围见表4－1。
表4-1 传力方式的特点和适用范围 传力方式 内传力 外传力 特 点 内机匣传递所有力和扭矩，直径小，刚性差 适用范围 早期单管燃烧室 外机匣传递所有的力和扭矩，内机匣没有和外早期环管燃烧室 机匣刚性连接，自身刚性较差 混合传内外机匣传递径向力按刚性分配，受力合理，涡轮前有支点的力 轴向刚性差，以减少内外机匣的轴向热应力，结构环管燃烧室 较复杂 平行传内外机匣前端刚性联接，受力合理，结构简单涡轮前无支点的力 适用，无内外机匣膨胀不一致引起的热应力 环行燃烧室 根据对以上四种机匣传力方式的对比分析研究，结合某小型航空发动机总体安排、支点布局以及燃烧室自身结构类型特点，选择前端扩压器支板联接的平行传力形式的燃烧室机匣结构。 3.3.2选材与材料工艺性分析
针对燃烧室机匣的复杂工作条件，在这里将对燃烧室机匣整体进行选材与材料工艺性分析，并提出以下几点选材要求：
1．具有较高的短时力学性能
根据机匣承力强度分析需要，在高温金属温度条件下，力求选取短时力学性能较高的材料，满足机匣承力件静强度（应力、刚度、稳定性）及包容性等项设计要求。
2．具有较高的疲劳及蠕变/持久性能
在高温金属温度条件下，力求选取较高的疲劳性能的材料，以满足发动机的疲劳寿命要求。对于需要保证封气间隙的热端部件机匣，需要选取具有较高蠕变强度的材料，其他热端部件的机匣则需要选取持久强度较高的材料。
3．具有较小的线膨胀系数
在处于高温工作的机匣承力件，力求选取线膨胀系数较小的材料，以减小热应力或热不协调引起的结构应力。
4．具有较好的抗氧化及材料组织稳定性
对于热端部件的机匣，需要选取具有较好抗氧化能力及组织稳定性的材料，防止燃气等介质的化学腐蚀而降低机匣承力件寿命。
5．具有较好的塑性
对于板料焊接机匣，选择塑性较好的材料，便于冲压成型。 6．具有较好的焊接性能
选择焊接性能较好的材料，便于保证焊接工艺要求，防止发生焊接裂纹或补焊后变脆等。
通过对几种涡喷、涡扇发动机燃烧室机匣和与其相连接的压气机机匣和涡轮机匣材料进行了解，将这几种发动机燃烧室机匣、压气机机匣和涡轮机匣的材料进行对比和分析，详见表3-2。
表3-2 涡喷、涡扇发动机燃烧室机匣选材对比 型 号 WP7 WP13 WP15 WS6 WS9 WS11 压气机机匣 1Cr18Ni9Ti 燃烧室外机匣 1Cr18Ni9Ti 燃烧室内机匣 涡轮机匣 1Cr18Ni9Ti 1Cr11Ni2W2MoV 1Cr18Ni9Ti GH3039 GH3039 C263 C263 GH141 1Cr11Ni2W2MoV GH4133 GH4133 GH2132 C263 GH4169 1Cr11Ni2W2MoV 1Cr18Ni9Ti 1Cr11Ni2W2MoV GH150 GH2132 S/SJ2 TC1 GH2132 GH2132 GH4169 MXWP 1Cr11Ni2W2MoV GH150 MXWS GH4169 0Cr15Ni5Cu2Ti 0Cr15Ni5Cu2Ti GH3044 表3－2中统计了几种常用的机匣承力构件材料，为燃烧室机匣的结构强度设计选材提供了参考。从上表中各型发动机机匣的选材数据来看，可以得出以下结论：
a．机匣材料的选择在很大程度上取决于机匣所处的工作温度，根据工作温度选择高温合金类材料或不锈钢材料；
b．机匣材料的选择需考虑材料的热膨胀系数的协调性，尽量减少并避免各相邻部件之间由于材料热膨胀系数不同而造成热不协调引起的结构应力。
根据发动机的设计要求和燃烧室部件的工作环境，以及上述对机匣承力件选材的对比分析，可以选用1Cr18Ni9Ti和1Cr11Ni2W2MoV作为备选材料，1Cr18Ni9Ti材料的部分材料性能见表3－3，1Cr11Ni2W2MoV材料的部分材料性能见表3－4。
表3-3 1Cr18Ni9Ti的部分材料性能[21] 温度（℃） 密度（g/cm3） 线膨胀系数（℃-1） 弹性模量（GPa） 拉伸强度（MPa） 屈服强度（MPa） X X 20 — 184 610 275 300 17.2 159 450 196 400 17.5 — 440 176 500 7.9 17.9 — 440 176 600 18.2 137 390 176 700 18.6 120 275 157 800 — 88 176 98 表3-4 1Cr11Ni2W2MoV的部分材料性能[20]
温度（℃） 20 密度（103kg/m3） 线膨胀系数 — （10-6℃-1） 弹性模量E196 （GPa） 拉伸强度σb932 （MPa） 屈服强度σ0.2782 （MPa） 100 9.3 — 892 755 200 10.3 — 841 720 300 10.8 172 809 687 400 7.8 11.3 162 772 644 450 11.5 154 717 603 500 11.7 142 660 560 550 — 123 570 481 600 12.2 — 465 389 从两种材料的部分性能对比可以看出：
a．从材料的密度上来看，1Cr18Ni9Ti的材料密度略大；
b．从线胀系数来看，同温度下，材料1Cr18Ni9Ti的线胀系数要大很多； c．从拉伸强度和屈服强度来看，同温度下，材料1Cr11Ni2W2MoV的拉伸强度和屈服强度都要高很多。两种材料的工艺性及应用对比见表3－5。
表3-5 1Cr18Ni9Ti与1Cr11Ni2W2MoV材料工艺性对比 材 料 工艺性 应 用 成形性能 1Cr18Ni9Ti 焊接性能 加工性能 冷、热加工成形焊接性能良不易获得主要用于发动机性能良好，铸造好，焊后不小的粗糙燃油管道、液压导性能较差 需热处理 度 管、排气总管等 冷、热加工成形焊接性能良加工性能主要用于发动机铸造好，焊后需良好 压气机盘、叶片等 1Cr11Ni2W2MoV 性能良好，性能良好 回火 从两种材料的工艺性和应用对比，可以看出：
a．从材料的成形上来看，1Cr18Ni9Ti材料的铸造性能要差一些； b．从加工性能上来看，1Cr18Ni9Ti材料的表面粗糙度难以保证； c．从焊接性能上来看，两种材料的焊接性能均能满足焊接要求。 通过以上对两种备选机匣材料部分材料性能、工艺性和应用进行对比分析，再结合燃烧室自身工作环境，以及考虑整机线胀系数的协调性，选择1Cr11Ni2W2MoV材料作为燃烧室机匣材料是能够满足设计要求的。从以上分析，我们可以得出这个发动机燃烧室机匣的关键材料以及工作条件下的主要参数。接着，我们可以进行发动机机匣合金的疲劳可靠性分析。