中国涡轴系列涡轴 8
涡轴发动机概况
涡轮轴发动机概况只想纯蠢的宅【摘要】涡轮轴发动机作为有人及无人直升机的主要动力装置,在各类发动机中具有不可替代的地位。
本文结合国外涡轴发动机的技术发展历程以及军用涡轴发动机的发展历程,介绍了几种典型军用涡轴发动机的性能特点及各国现役军用涡轴发动机的装备情况;分析并总结了涡轴发动机的工作原理技术特点，预测了涡轴发动机的有关技术趋势。
【关键词】涡轴发动机工作原理特点应用发展1 引言作为驱动直升机旋翼而产生升力和推进力的动力装置,可分为活塞式发动机和涡轮轴发动机。
相对于活塞发动机来说,涡轴发动机功重比大、振动小、便于维修,且最大截面较小，可以大大提高直升机气动力性能。
因此,从20世纪50年代开始,涡轴发动机逐步取代活塞发动机,成为直升机的主要动力装置。
随着科技的发展和直升机动力的需求，涡轴发动机的研究与发展愈显重要。
2 涡轮轴发动机工作原理涡轮轴发动机是航空燃气涡轮发动机中的一种。
在核心机或燃气发生器后，加装一套涡轮，燃气在这后一涡轮（动力涡轮或低压涡轮）中膨胀，驱动它高速旋转并发出一定功率，动力轴穿过核心机转子，通过压气机前的减速器减速后由输出轴输出功率，就组成了涡轴发动机。
以此涡轮轴发动机按有无自由涡轮（动力涡轮与核心机机械连接为一体）分为自由涡轮式和定轴式。
但大体上涡轮轴发动机由进气装置、压气机、燃烧室、燃气发生器涡轮、动力涡轮（自由涡轮）、排气装置及体内减速器（因为其涡轮轴转速极高，需要设减速器来水平输出功率。
）、附件传动装置等部件构成。
图1 涡轮轴发动机基本结构示意图2.1 涡轮轴发动机特点（1）定轴式涡轮轴发动机（图2）具有功率传送方便，结够简单等优点。
但其自身的起动性，加速性以及需要大的减速器使它仅用于功率较小的发动机中。
而自由涡轮式（图3）则起动性好，工作稳定，加速性和经济性好。
但其结构比较复杂。
（2）由于直升机工作时会吹起大量空气和地面上的灰尘颗粒，会打坏叶片，堵塞冷却通道，这对发动机的工作极为不利。
国产高性能航空发动机及燃气轮机
中国国产高性能航空发动机及燃气轮机系列汇总（修正至2008年）阅读提示：帖子是转的，由于是2008年的老帖了，帖中有些地方已与现实略有不符。
注：带“★”的为重点型号。
1、湖南株洲南方公司：【WS11】（仿乌克兰AI25），小推力不加力涡扇，推力16千牛，2002年已批量生产，用于K8/JL8、无人机。
【WS16】（引进乌克兰AI－222－25F），小推力加力涡扇，加力推力42千牛，预计2009年批量生产，用于L15/JL15系列。
【WZ8G】★（引自法国-WZ8A改），小功率涡轴，功率560千瓦，2005已年批量生产，用于Z9系列、Z11系列升级。
【WZ6】（仿法国TM-3C），中功率涡轴，功率1160千瓦，2000年批量生产，用于Z8系列。
【WZ9】★（仿加拿大普惠PT6C），中功率涡轴，功率1200～1450千瓦，预计2008年批量生产，用于 Z10、Z15（6吨机）、Z8F系列。
【WJ6C】★，中功率涡浆，功率3600千瓦，2006年已批量生产，用于Y9（国产6桨机）系列。
【WJ9】（WZ8核心），小功率涡浆，功率550千瓦，1995年已批量生产，用于Y12系列。
【WJ5E】（东安动力－通用)，中功率涡浆，功率2000千瓦，1990年已批量生产，用于Y7系列。
2、四川燃气涡轮院(预研基地)：【WS500】★，小推力涡扇，推力5～10千牛，2005年已批量生产，用于无人机、巡航导弹。
【WS15】★,高推重比大推力涡扇，加力推力达180千牛，在研，用于未来四代战机。
3、陕西西安航发公司：【WS9秦岭】（仿改英国斯贝202），中推力涡扇，加力推力92千牛，2002年已批量生产，用于JH7A（飞豹）系列。
-------【QC260】★（引自乌克兰DA80），大功率燃气轮机，功率25000千瓦，2007年已批量生产，用于052B/C（双发6000T）大驱系列等。
4、贵州黎阳航发公司：【WS12泰山】★(中推核心)，中推力涡扇，加力推力80千牛，2008年批量生产，用于J7、JL9和J8系列升级换代及双发型J10C。
国产涡桨发动机的发展方向剖析
国产涡桨发动机的发展方向剖析【摘要】自中国第一台涡轮螺旋桨发动机——WJ5于1965年试制成功以来，国产涡桨发动机历经风风雨雨快40余年，发动机的研制和生产技术取得了巨大的进步。
纵观我国航空器的设计和研发基本都走同样的路线：引进—仿制—吸收—改进—自主研发的过程，航空发动机当然也不例外。
至今已经形成了涡桨5、涡桨6、涡桨9等一系列涡轮螺旋桨发动机，在国产运-7、运-8和运-12等运输机上广泛运用，笔者从我国现有的技术水平和飞机生产需求方面分析国产涡桨发动机的发展趋势。
【关键词】涡桨发动机;发展;方向涡桨-6系列发动机是我国涡轮螺旋桨发动机的典型代表，是中国株洲南方航空动力公司生产，现已经诞生出WJ6、WJ6C、WJ6D、WJ6E等多个型号，在我国某型飞机上装备，其单台功率达到4250当量马力，是我国目前生产的功率最大的涡轮螺旋桨航空发动机。
涡桨-5发动机是我国涡桨发动机的另一代表，由哈尔滨120厂生产，衍生出WJ5、WJ5A、WJ5B、WJ5AI和WJ5E等系列型号，主要装备于我国Y-7型系列飞机和SH-5型飞机上，单台可达2790当量马力。
涡桨-9发动机是株洲南方航空动力公司在原涡轴8A基础上改型而来，用于国产Y12飞机，代替进口的加普惠PT-6A型发动机，输出功率约为500kw。
随着飞机改型研发的不断深入，对发动机提出的要求也不断增加，如：要求提供更多供电输出，提升起飞功率，降低油耗，提高可靠性，提高“三防”性能，满足未来电传集成要求等等，对国产发动机提出了更高要求，促使发动机跟进改型。
我国的Y7系列飞机和SH5型号飞机使用WJ5系列型号发动机，新舟60系列飞机和Y12飞机则是我国的出口型飞机，它们分别采用加普惠公司的PW-127J 发动机和PT6A-27型发动机，是国外涡桨发动机在国产飞机上的应用代表。
纵观国外航空发动机发展过程和我国涡桨发动机的现状，飞机发展的需要，很容易发现国产发动机的特点，看出国产涡桨发动机的发展必然趋势。
中国航空发动机生产厂、型号和机型
C919大客：用的是：初期用CFM研发LEAP-X1C，后期预计用涡扇SF-A涡扇发动机。
J10系列战机：现用的是俄制AL-31FN涡扇发动机，以后预计用的是涡扇WS10G太行、涡扇WS15峨眉涡扇发动机。
【涡喷WP13F】（仿苏联改型），中推力涡喷 ，加力推力8.2T，1995年已批量生产，用于战机J7、J8系列、教练机JL9。
5、辽宁沈阳黎明航发公司：
【涡扇WS10A太行】（参照美制核心），大推力涡扇，加力推力12.5T，2006年已批量生产，用于战机J11系列。
【涡扇WS10G太行】大推力涡扇，加力推力13.8T，全权数控，2011年批量生产，用于战机J10、J11系列。
【涡轴WZ10】★（自研在研），大功率涡轴，功率1800千瓦，预计2015年批量生产，用于新型直升机（3发20T级）。
【涡轴WZ11】★（自研在研、参照加拿大普惠PT6B-67B），中功率涡轴，功率1500千瓦，预计2012年批量生产，用于直升机Z8F（AC313）、Z20（9吨机）系列。
【涡轴WZ16】★（同法国合研阿蒂丹3），中功率涡轴，功率1200千瓦，预计2014年批量生产，用于直升机WZ10、Z15（6吨机AC352）系列。
【涡扇WS13泰山】★（仿俄罗斯RD93改型），中推力涡扇 ，加力推力8.5T，预计2011年批量生产，用于FC1（枭龙）。
【涡扇WS12唐古拉】★（自研在研），中推力涡扇，加力推力9.5T，预计2014年批量生产， 用于战机FC1（枭龙）升级换代及未来中四代J21战机。
【涡扇WS12C】★（WS12核心大涵道比），中推力涡扇，推力8.0T，预计2015年批量生产， 用于中运Y21、支客ARJ-21（C909）。
国内通用飞机制造企业简介
国内通用飞机制造企业简介国内通用航空器生产厂商简介 1.石家庄飞机工业有限责任公司1.1.企业概况中航工业石家庄飞机工业有限责任公司始建于1970年5月5日，是隶属于中国航空工业集团公司的通用飞机主机生产厂,具备通用飞机的研发制造、通用航空运营、航空器维修等综合能力。
1.2.企业产品石飞现有通用飞机机型:运五B系列飞机、小鹰500飞机、蜻蜓系列超轻型飞机、海鸥300水陆两栖飞机。
表 1:中航工业石家庄飞机工业有限责任公司生产的机型序号飞机型号发动机型号(生产国家)1 运5B ASz-62IR-16活塞发动机(波兰)2 小鹰500 IO-540-V4A5活塞发动机(美国)3 海鸥300 TIO-540-A2C活塞发动机(美国)4 蜻蜓5 CUYUNA430R活塞发动机(美国)5 蜻蜓5A 503型活塞发动机(奥地利)2.洪都航空工业(集团)有限责任公司2.1.企业概况中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司，创建于1951年，为我国“一五”时期156项重点建设项目之一。
拥有24个成员企业和1个国家级企业技术中心，是集科研、生产和经营为一体的大型企业集团，拥有员工万余人，是国家重点支持的520家大型企业和国家“重合同守信用”企业之一。
2.2.企业产品洪都集团现有通用飞机机型:初教六、农5飞机。
见表2。
表 2:洪都航空工业(集团)有限责任公司生产的机型序号飞机型号发动机型号(生产国家)1 初教6 HS-6活塞发动机(中国)2 农5A IO-720-D1B活塞发动机(美国)3 农5B 活塞发动机初教六是我国自行研制的单发双座螺旋桨基础教练机。
该机是国内航校进行飞行员初级训练的重要机型，能完成所有的初级飞行训练项目。
农5飞机为单发动机、单驾驶、下单翼全金属结构，固定式前三点起落架，该飞机可以超低空3-5 米作业，主要用于植物防病、灭虫、施肥、播种、除草、森林防火等一系列航空作业。
3.哈尔滨飞机工业集团3.1.企业概况中航工业哈尔滨飞机工业(集团)有限公司成立于1952年4月，是国家“一五”期间156项重点工程之一。
一目了然：国产和国外航空发动机性能对比表!(精彩组图)-HYPERLINK
/bbs/viewthread.php?tid=40195一目了然：国产和国外航空发动机性能对比表！(精彩组图)中国国产涡扇发动机与国外涡扇发动机对比表黑马乐园% @; J4 c3 }4 u0 N- a+ G 黑马乐园/ G/ l# P5 f- J [) x3 [发动机AL-31F AL-31FN M53-P2 M88-2 EJ200 F404-GE-400 F100-PW-229 F101-GE-102 F110-GE-129 F119-PW-100 WS10 WS10改WS13天山黑马乐园8 B( d; C/ {7 x( e, O. S- N(仿RD33) WS9秦岭黑马乐园' G# ~: d6 A& _6 h2 A! ^, @(仿斯贝MK202) WS9改进型(秦岭MK220)黑马乐园& R& U, W' ?; N9 |1 s国家俄罗斯俄罗斯法国法国英国美国美国美国美国美国中国中国中国中国中国装机对象苏27系列歼10 幻影系列阵风系列EF2000 F/A-18E/F F15/16早期B-1B F15/16后期F22/35系列歼-10/11 歼-14* 枭龙飞豹飞豹改进型加力推力(daN) 12850 12255 9500 7500 9000 7120 12890 13681 12899 15568 13240 15500 8637 9118.9 9800黑马乐园" k* a$ a8 a9 O+ O3 S7 S1 U2 b中间推力(daN) 7620 7620 6330 4871 6000 4800 7918 7561 7562 9790 7900 5675 5445.9 6370黑马乐园0 U+ l0 ]/ Q7 d: J巡航推力(daN) 5120 4598.16加力耗油率(kg/daN•h) 1.98 1.98 2.12 1.8 1.765 1.65 2 2.24 2.05 2.4 2.02 2.02 2中间耗油率(kg/daN•h) 0.795 0.907 0.898 0.827 0.76 0.66 0.56 0.7 0.622 0.73 0.67 0.65巡航耗油率(kg/daN•h) 0.683 0.695 0.65 黑马乐园4 [6 e, f$ Q8 q6 Z7 l推重比7.14 6.56 9 9.2 7.24 7.9 7.69 7.28 11.7 7.5 9.5 7.8 5.05 6.55空气流量(kg/s) 112 112 94 65 75 64.4 112.4 159 118 126 80 92.5 96.9总增压比23.8 23 9.8 24.5 26 25 32 26.5 32 26 32 23 20 21.5黑马乐园: { F! d q- d/ w- z涡轮前温度(K或℃) 1665K 1665K 1260℃1577℃1850K 1316℃1399℃1371℃1728K 1853K 1747K 1800K 1650K 1167℃1550K黑马乐园1 R7 ]4 F3 a r# E涵道比0.6 0.6 0.36 0.5 0.4 0.34 0.4 2.01 0.76 0.3 0.78 0.57 0.62 0.62黑马乐园, Z+ a1 V( P8 ]$ \. n发动机寿命(h) 1500 4000* 2200大修间隔(h) 500* 1000* 810 黑马乐园$ D1 {$ l5 X# s' Q2 |长×宽(m) 4.99×1.28 4.85×1.14 5.07×1.055 3.538×1.0033.556×0.8634.033×0.884 4.856×1.181 4.6×1.3974.626×1.181 4.826×1.143 4.14×1.025.205×1.0935.211×1.095黑马乐园% X# x s0 [+ m# A7 A重量(kg) 1800 1478 850 900 983 1656 1814 1809 1360 1795 1665* 1135 1842 1527黑马乐园. L0 n4 ^: E. T) X, a+ L" `" n# Q注：带*号为推测。
涡轴8F发动机起动故障分析
实际 出现 的故障 ， 做 出 了相 关分析。 关键 词 ： 起动放 油 ； 燃油调节 ； Ｎ ｇ ； Ｐ ２； 高能点火器
一
摘 要： 本 文介 绍 了涡轴 ８ Ｆ发动机在试飞使 用过程 中出现 的一些典型故 障， 通过对该发动机 燃油 系统 、 点火 系统 的介 绍 ， 结合
断开启动放油活门回油管路按照正常起动程序接通燃油增压泵再次启动发动机如果再按压起动按钮后该管路中没有燃油继续流出则排除其故障可能如果仍旧有燃油不断流出则说明发动机不能正常起动确实由于起动放油活门故障引起
技 术 威 果 展 矛
辨技 术 协 作 信 息
２ ０ Ｊ ７ ｆ Ｊ Ｉ
涡轴 ８ Ｆ发动机起动故障分析
、
配， 需要对燃油 调节器进行 调整 。燃油调 ２ 发 动机燃油系统功能介 绍。 发 生器 转速调节器 。 节器 的调 整主 要通 过预 调钢 索 的调 整来 直升 机燃 油 系统 确保 燃 油在 直 升机 二、 典型故 障描 述与分析 上 的贮 存 并 向发 动 机提 供符 合 要 求 （ 压 ｌ 概述。 实现 。 这种调整方法的最终结果是影 响了 力、 温度 、 流量 、 过滤 ） 的燃 油 ， 而发 动机燃 发动机 的工作 主要涉及 空气 的压缩 ， 燃油调节 器计量油 针的开度 ， 进 而起到 改 燃 油 的供 油 及燃烧 ，动部件 的 旋 转及 润 变燃气发生器转速 的目的。 燃油调节 器内 油系统确 保完成如下功能 ： 起动发动机 ； 一 在瞬态和加负荷 时保 滑 ， 传感器 的对发动机 的监控 等等 。其各 部 的燃 气发生器 转速调节 器 、 自由涡轮 转 以下列 速调 节 器燃 油计 量装 置等 部件 在 一系 列 证 燃气 发生 器 的 良好 加速 性 ； 一 从 最小 负 个部分 都有可 能出现不 同的故 障 ， 共 同控制 着某一 时刻 荷 到 最大 负荷 保 持 自由涡 轮 （ 旋翼 ） 转 速 举 试飞 过程 中 出现 比较 多 的发动 机燃 油 复杂 的综合作 用下 ， 的油针开度和燃气 发生器转 速。对于双发 恒定； 一 保 持燃气发生 器最大转速 不变 ， 以 系统故 障进行分析 说明。 便 在任何 时候都 能获得最 大的可用 功率 ； ２ 典型故障描述 。 发动机 ， 燃 气发生器转 速不 匹配通常在 出 在装用双 发时 ，尽管每 台发动机 的情 况 在 生产试 飞过程 中 ， 燃 油系统 出现较 厂前 都会进行 多次调整 ， 而最 为简单 易行 发 的调整 点就 是预 调钢 索与 燃 油调 节器 相 有所不 同 ， 但总 功率能 自动的 由两台 发动 为频 繁的故 障在本文 中主要列举 两项 ： 机分 担 。 动 机启 动失 败和 燃 气发 生器 转速 达 不到 连接处 。 以及 “ 应急 ” 控 制发动机 ， 自 由涡 轮超 标准值 。 （ ３ ）高能 点火器 功能 简述及 故障分 转安 全保护 。 通过手动操纵 实现 发动机起 （ １ ） 发动机起动 失败 。 析。 动、 停车和加 载。在正常控 制系统失灵时 ， 发 动机起 动失败 主 要涉 及 的几 个个 每 台发 动机 上安 装有 两 个高 能 点 火 通过 手动操纵 油 门杆也 能控制 发动机 （ 称 方 面包 括 ： 起 动 电磁活 门故 障 、 起 动放油 器 ， 起 动时油 一 气混 合气 由高能 点火器 供 为“ 应 急” 控制 ） 。然 而 ， 发动机的正常工作 活 门故 障 、 高能点 火器 故障等。 电的 电嘴产 生的高能 电火花 点燃 ， 点 火状 是 由燃 油调节 器 自动控 制的 ， 燃油调 节器 ① 起 动电磁活 门故障。 态仅 适用于发动机启动阶段 。 确保 自由涡轮 转速 ｆ 亘 定并等于规定值 。 要 起 动 电磁活 门安装 在压 气 机机 匣 安 每 台发 动机 上安 装 有两 个高 能 点 火 改变发 动机状 态 ， 飞行员 只要操纵旋 翼总 装 边 上部 ， 在 发 动机 起动 过程 中 ， 由电磁 器 ｌ ，位 于轴流 压气机机 匣 侧面 的支架 ２ 距控制杆 即可实现 。 活 门通 电保证向起动喷嘴供油 。 上， 并通 过支架 ３ 固定在一 起 。每个 点 火 ３ 燃 油系统起动工作 原理 介绍 。 在实 际使用 中 ， 发 动机 不能正 常启 动 器提供能 量给位于燃烧 室上 的一个 电嘴 ， （ １ ） 起动 。 ０ ０ ０ Ｖ的 电容 较 为 常见 ，如 果能 听到 高 能点 火器 点 火 消耗 的能量 由一 个 充 电至 ２ 当接通燃 油增压泵 ， 将 油门杆置于起 声 ， 却 未能 正常 起动 ， 则可 初步 判断 为 起 器放 电来 提供 ， 这 个能量 在很短 的时 间里 动范 围 ， 即打开主开 关。按下 “ 起 动” 按钮 ， 动电磁 活门故障 。 最为简单 的方法 是轻轻 释放 出来 ， 产 生很 大 的瞬 时值 ， 而与 温度 使起 动机 、点火组件 和起动 电磁活 通 电。 敲击予 以释放 ， 因为 电磁活 门触 点较 为敏 和高度无关 ， 因而提 高了点火的可靠性 。 燃气 发生器转 速（ Ｎ ｇ） 上升 ， 燃油泵 出 口压 感 ， 当起 动时按压起 动按钮 ， 发 动机 起动 敲击可 以改变其 状态 。如 果问题 依然 力 增大 ， 向起动 喷嘴供 油 ， 放 油活 门关 闭。 存在 ， 则 可以更换 起动 电磁活 门。 特 别缓慢 时 ， 应 立 即停 止起 动 ， 检 查起 动 然后 ， 当增 压活 门打 开 时 ， 即经 放油 活 门 ②起动放油 活门故障。 系统的工作状态。为了确定故障， 首先将 向甩 油盘供油 。 起动燃油被 电嘴 点燃 并形 起动 放油 活 门通 过燃 油进 油 三通 管 燃油 操 纵把 手 ， 退 回停 车状态 ， 断开 一 个 成 火焰传 入燃烧室 。燃油泵 出口燃 油压力 接头安装在起动 电磁 活门上。起动放油活 高能 点 火器 电缆 ， 拔 出启 动 电嘴 ， 再 次 按 增 大并迅 速达到超压 活 门打 开的规 定值 。 门保证 在增压泵 接通时 ， 将起 动供油 系统 压起 动按 钮 ， 看 点 火 电嘴是 否打 火 ， 依 次 然 后 该活 门把 过 量的燃 油 返 回燃油 泵 入 中的燃油放 回油箱 。 排除确定出故障高能点 火器 。 口，调节一个基本恒定的燃油泵出口压 当按压启动按 钮后 ， 发动 机不能 正常 三、 总 结 力。 起动 ， 在依据 上文排 除启动 电磁 活 门故障 发动机 燃 油系 统故 障分 析 和 其他 系 此外 ， 燃油 经定压活 门供给 调节 器的 后 ，就必 须怀疑启 动放油 活 门出现故 障 ， 统故 障分析一样 需要 由简 到繁 ， 从简 单易 伺服机构 。 此时 由于 自由涡轮转速 Ｎ Ｆ Ｔ信 其 判断方法是 ： 断 开启动放油 活 门回油管 行 的排 除开 始 ，逐渐 找 出故 障 的真 正原 号为零 ，燃 气发 生器 转速 Ｎ ｇ信号 小 ， 因 路 ， 按照 正常起动程 序 ， 接通燃 油增压泵 ， 因。分析故障现 象 ， 从 最有可 能的故 障点 此， 控 制信 号导致计 量油针趋 向全开 。当 再 次启 动发动 机 ， 如果再按压 起动 按钮后 出发 ， 以较 小的工作 量得出最 终结论 。以 发动机到 达 自立 转速 时 （ ４ ０ ％Ｎ ｇ ） ，松开 该 管路 中没 有燃 油 继续 流 出则排 除其 故 上 分析 的两 种类 型 的故 障是 在试 飞 过程 “ 起动” 按钮 ， 使起 动机 ， 点 火组件 和 电磁 障 可能 ， 如果 仍 旧有燃 油不 断 流 出 ， 则说 中出现比较频繁 的故 障 ， 具有 一定 的代表 活门 ２ ｌ 断电 ， 然后 Ｐ 压力空气 （ 压气 机引 明 发动 机不 能 正常起 动 确实 由于 起 动放 性 。内容上 的不足 或者有欠缺考虑｝ 向 地方 气） 对两个起动 喷嘴吹风 。 油活 门故 障引起 。用于启动的燃油被不能 请予 以批评指正 。 （ ２ ） 加速 。 正常关 闭的起动 放油活 门放回油箱 。 通过 向打开 方向逐渐 移动油 门杆 ， 使 （ ２ ） 燃 气发生 器转速 Ｎ ｇ达不 到标准
我国民用涡轴发动机的发展分析
我国民用涡轴发动机的发展分析民用涡轴发动机是直升机重要组成部分，民用涡轴发动机的研制对于直升机的发展具有非常重要的作用，随着科学技术的不断发展，民用涡轴发动机的研究也取得了非常大的进步，本文主要对我国目前民用涡轴发动机的研制能力和现状进行了分析，并从完善社会配套体系、制定发展战略、加强技术攻关以及深化国际合作等方面提出了民用涡轴发动机的发展建议和思路。
标签：民用；涡轴发动机；发展分析0.引言近年来，随着我国国民经济的不断发展，我国的航空技术也得到了高速的发展，国家相继出台了低空空域开放的相关政策，这也给我国通用航空产业的发展带来非常大的促进作用，民用直升机也迎来了发展的黄金时期。
但是作为直升机的“心脏”的涡轴发动机却没能和直升机一样呈现百花齐放的发现趋势，我国目前的涡轴发动机几乎都被国外的生产商所垄断，因此，怎样才能发展我国自己的民用涡轴发动机已经成为了航空发动机行业值得深思的问题。
1.我国民用涡轴发动机的研制能力和现状分析目前，我国的民用涡轴发动机的研发一直停滞不停，这主要是由于涡轴发动机的研发周期较长，技术难度较大，并且还需要很多的资金投入，市场的准入门槛高，这也使得我国的涡轴发动机不论是在技术性能、品牌、价格以及售后服务等都和国外产品具有非常大的差距，无法很好的满足市场上对于民用涡轴发动机的需求。
另外，由于我国国民经济的发展水平有限，致使市场上对于民用涡轴发动机的需求较少，这也是使得国产民用涡轴发动机的市场牵引力不足，严重打击了我国民用涡轴发动机研制的积极性[1]。
我国民用涡轴发动机目前研制能力落后主要表现为所研制的发动机型较少、性价比较低、没有形成系列化和功率的覆盖范围较小等。
目前，我国主要的两种民用涡轴发动机的机型有WZ8D和WZ8A，但是和国外的发动机机型相比，存在整机寿命较短、油耗较高、效率和可靠性较低等问题，这也就使得我国的民用涡轴发动机呈现全寿命周期的使用成本较高，维修频繁等现象，不能给用户给来很好的使用体验，致使很多的人们都不会选用国产的民用涡轴发动机。
涡轴发动机(PPT)
2024年7月27日T * 1
共同工作线的求法
• 共同工作线的具体求法需要试凑
• 步骤：
–根据压气机设计点的参数和共同工作方程计算Cd
q(1 )
* k
1
* k
k*
1
C
•在等换算转速线上任取一点a •将a点的参数代入共同工作方程式，得C’
•比较Cd和C’，若两者差值小于允许误差，
2024年7月27日
2.4 非线性方程组
E1
f1
(
* K
,
T3*
,
* T
,
* TZ
)
E2
f
2
(
* K
,
T3*
,
* T
,
* TZ
)
E3
f3
(
* K
,
T3*
,
* T
,
* TZ
)
E4
f
4
(
* K
,
T3*
,
* T
,
* TZ
)
2024年7月27日
这个方程组是多元非线性方程组，而且无法用 显式表达，只能按照发动机流程热力计算步骤 进行计算才能得到偏差量E和试取值V之间的关 系。
T*=常数
燃气发生器共同工作方程
• 将各共同工作方程式联立，获得
共同工作方程
q(1 )
* k
1
* k
k*
1
C
将压气机特性图上所有使方程式
得到满足的点连成线获得燃气发 生器的共同工作线
2024年7月27日
燃气发生器共同工作线
• 一台几何不变的发动 机，当自由涡轮处于 临界工作状态时：
涡轴发动机原理
涡轴发动机原理
涡轴发动机是一种燃气轮机发动机，其工作原理是利用气体的压缩和膨胀来驱
动涡轴，从而产生动力。
涡轴发动机通常用于飞机和船舶等大型交通工具中，其高效率和高功率使其成为重要的动力来源。
首先，涡轴发动机的工作原理基于燃烧室中的燃烧过程。
燃烧室中的燃料与空
气混合并点燃，产生高温高压的燃烧气体。
这些燃烧气体被喷射到涡轴发动机的涡轮中，使涡轮旋转。
涡轮的旋转驱动涡轴，从而产生动力。
其次，涡轴发动机利用涡轮的旋转来压缩空气。
在涡轮旋转的过程中，空气被
迫通过涡轮叶片，从而增加了空气的压缩比。
这样的压缩过程使得进入燃烧室的空气更加密集，从而提高了燃烧效率。
同时，涡轴发动机利用涡轮的旋转来推动涡轴。
涡轴是发动机的输出轴，通过
涡轮的旋转，涡轴可以带动飞机的螺旋桨或者船舶的螺旋桨，从而产生推进力。
涡轴发动机的高功率和高效率使其成为航空和航海领域的重要动力来源。
此外，涡轴发动机还可以通过控制燃料的流量和空气的进气量来调节动力输出。
这种调节方式使得涡轴发动机在不同工况下都能够保持高效率和高性能，从而满足不同交通工具的动力需求。
总的来说，涡轴发动机利用气体的压缩和膨胀来产生动力，其工作原理基于燃
烧室中的燃烧过程和涡轮的旋转。
涡轴发动机具有高效率、高功率和灵活的动力调节方式，因此在航空和航海领域得到了广泛应用。
涡轴发动机的发展和应用将进一步推动交通工具的性能和效率的提升。
航空涡轮发动机分类
航空涡轮发动机分类航空涡轮发动机就像是飞机的心脏，为飞机提供源源不断的动力。
这心脏啊，还能分成好几个不同的类型呢。
咱先说说涡喷发动机吧。
涡喷发动机就像是一个特别直爽的大力士。
它就一个劲儿地往后喷气，产生向前的推力。
你看那火箭，虽然火箭和飞机不太一样，但涡喷发动机有点火箭发动机那种简单直接的劲儿。
它把进气道吸进来的空气，通过压气机使劲儿压缩，然后在燃烧室里和燃料一混合，“轰”地一下就燃烧起来，燃烧后的高温高压气体就从尾喷管高速喷出去，飞机就被这股力量推着往前走了。
涡喷发动机在早期的喷气式飞机里可风光了，那时候飞机追求速度，涡喷发动机就像短跑运动员的大粗腿，能让飞机跑得飞快。
再讲讲涡扇发动机吧。
涡扇发动机就像一个聪明的组合选手。
它有内涵啊，外面的大风扇就像一个勤劳的小助手。
这个大风扇转起来的时候，一部分空气被它直接吹到后面去了，这就像是给飞机后面轻轻地推了一把。
另一部分空气呢，就像被邀请进里面的贵宾，被压气机压缩，在燃烧室里燃烧，然后从尾喷管出去。
涡扇发动机就像同时干两件事的小能手，外面的风扇让飞机在低速的时候就有不错的推力，里面的喷气又能保证飞机在高速飞行的时候也不含糊。
现在大多数民航客机用的都是涡扇发动机，你想啊，民航客机要载人载物，要安全平稳，涡扇发动机就像一个贴心的管家，稳稳当当地带着大家在空中旅行。
还有涡桨发动机呢。
涡桨发动机就像是一个复古又实用的老物件。
它在前面有个螺旋桨，后面是涡轮发动机的部分。
这螺旋桨一转起来，就像老式飞机那种慢悠悠的感觉，但可别小看它。
涡轮部分就像给螺旋桨加了个小马达，让螺旋桨转得更带劲。
涡桨发动机就像那种传统和现代结合的手艺人，它适合那些不需要飞得特别快，但是要省油，对航程要求比较高的飞机。
就好比那种要跑长途运输货物的小飞机，涡桨发动机就像一个耐力型的长跑选手，虽然速度不是最快的，但是能稳稳地把货物送到目的地。
最后就是涡轴发动机了。
涡轴发动机和前面几个都有点不一样，它主要是用在直升机上。
涡轴发动机的工作原理
涡轴发动机的工作原理
涡轴发动机是一种特殊的内燃机，其工作原理如下：
1. 压气机将外部的空气吸入并压缩，然后供给给燃烧室。
2. 在燃烧室中，压缩的空气与燃油混合并点燃，产生燃气。
3. 燃气沿火焰筒向前流动，同时与火焰筒中部的若干小孔流入的空气掺混，降低燃气温度。
4. 经过掺混降温后的燃气流到燃烧室头部，一部分进入燃气发生器涡轮的导向器，另一部分则由掺混孔内进入，与燃烧的燃气掺混，使燃烧室的出口温度场达到涡轮的要求。
5. 核心机的高温燃气首先流过驱动压气机的高压涡轮（燃气发生器涡轮），然后流过动力涡轮。
通过动力涡轮轴将轴功率传输给减速器，进而驱动直升机旋翼。
以上内容仅供参考，如需更专业的解释，建议咨询航空发动机专家或查阅航空发动机相关书籍。
中国涡轴系列涡轴 8
中国涡轴系列涡轴 8资料来源：西北工业大学涡轴 8 ：用途军用 / 民用涡轴发动机类型涡轮轴发动机国家中国厂商南方航空动力机械公司生产现状批生产装机对象 wz8 直 9 双发直升机wz8a 直 9a 双发直升机wz8d 直 11 军、民两用单发直升机wz8e 直 9c 舰载反潜双发直升机概述：涡轴 8 是我国 2 ～ 4t 级直升机的动力装置， 1981 年中国航空技术进出口公司与法国透博梅卡公司 (tm) 签订了阿赫耶系列发动机生产专利转让合同，由南方航空动力机械公司按阿赫耶系列发动机全套设计、工艺、冶金和检测资料生产 wz8 系列涡轴发动机。
阿赫耶涡轴发动机系 70 年代研制的产品，它采用了许多新设计、新材料和新工艺。
为了逐步掌握这些新技术，南方航空动力机械公司对 wz8 系列发动机的研制分为两个阶段：第一阶段采用法国材料生产。
先将 tm 公司生产的各单元体、排气段、连接件和法国产附件装配成整机，在经过法方检验合格的试车台上试车后交付出厂。
然后，南方航空动力机械公司用法国材料生产 m01( 附件传动单元体 ) 、 m04( 自由涡轮单元体 ) 和 m05( 减速器单元体 )3 个单元体以及排气段、连接件和部分附件，与 tm 公司生产的m02( 轴流压气机单元体 ) 和 m03( 燃气发生器单元体 ) 以及法国产附件组装成整机，经试车后交付。
最后，用法国材料生产所有 5 个单元体、排气段、连接件和部分附件，与法国产其余附件组装成整机，并经 150h 持久试车后交付。
第二阶段为国产化阶段。
除了极少数零件之外，所有原材料、毛坯和成、附件均立足于国内来生产。
在国产化过程中，新研制的 24 种金属材料、 64 种非金属材料及 60 种锻、铸毛坯均通过了国家级或其他级别的评审鉴定，绝大多数国产化成、附件已通过鉴定或设计定型，整机国产化率目前已达91 ％。
国产化 wz8a 发动机按法方提出的考核大纲进行了 2000 个典型飞行循环的试车 (1000h) 及7000 次低周疲劳试车；两台国产化发动机首飞 100h 后于 1992 年 11 月通过了由总参陆航局和航空航天工业部主持的鉴定，投入小批量生产。
涡轴8(WZ8)发动机
涡轴8（WZ8）发动机
涡轴8（WZ-8）是中国研发的一种航空发动机，属于涡轴系列发动机的一员。
涡轴8发动机是一种高超音速发动机，主要用于推动高超音速飞行器，如无人侦察机、巡航导弹和高超音速飞行器等。
➢关于涡轴8发动机的具体技术参数和性能特点，目前没有公开的详细信息。
➢这些信息通常被视为保密，并且在军事领域的相关技术往往受到保密和限制。
➢因此，涡轴8发动机的具体设计和性能特点可能只有相关的军事和航空领域专家才了解。
➢需要注意的是，由于涡轴8发动机的具体细节未公开，所以关于它的更多信息可能难以获取。
我国涡喷发动机的发展现状
我国涡喷发动机的发展现状
我国发动机研制现状：涡喷谱系完整，涡轴趋于成熟，涡扇仍有差距。
我国涡喷发动机研制始于20世纪50年代，技术不断提高，能够满足各型作战飞机装备需求。
涡喷14推重比全球领先，成为二代机主要动力。
涡喷-14于2001年定型，推重比为8.05，寿命由不到900h提升至1500h。
我国涡轴发动机技术日趋成熟，高原能力有待进一步提升。
主力直升机发动力实现国产化。
目前我国能够自主生产WZ-6、WZ-8、WZ-9、WZ-10等发动机，满足2-13吨级通用直升机需求。
高原能力存在差距。
高空空气稀薄，燃料不充分，导致发动机动力下降；因此，增强直升机高空性能是未来涡轴发动机发展的主要趋势之一，目前国内涡轴发动机的高原能力与国外存在一定差距。
涡轴发动机原理
涡轴发动机原理涡轴发动机是一种新型的发动机，它采用了涡轴技术，通过涡轴的旋转来实现动力输出。
涡轴发动机具有高效、节能、环保等优点，因此备受关注。
那么，涡轴发动机的原理是什么呢？首先，我们来了解一下涡轴的概念。
涡轴是一种能够将气流动能转化为机械能的装置，它由多个螺旋形叶片构成，当气流通过涡轴时，叶片会受到气流的冲击而旋转，从而产生动力。
涡轴可以用于风力发电、汽车增压等领域，其原理是利用气流的动能来驱动涡轴旋转，从而实现能量转换。
涡轴发动机则是将涡轴技术应用于发动机领域的一种创新型发动机。
它的工作原理是利用气流的动能来带动涡轴旋转，再通过传动装置将涡轴的旋转动能转化为机械动力输出。
与传统的内燃机相比，涡轴发动机不需要燃烧燃料来产生动力，而是利用气流的动能直接驱动涡轴旋转，因此具有更高的能量利用率和更低的排放。
涡轴发动机的原理可以简单概括为气流动能转化为机械动力输出。
当气流通过涡轴时，叶片受到气流的冲击而旋转，这种旋转运动被传递到传动装置，最终驱动发动机输出动力。
涡轴发动机利用了气流的动能，避免了燃料燃烧产生的污染物，因此具有更好的环保性能。
除此之外，涡轴发动机还具有高效节能的特点。
由于其原理是直接利用气流动能转化为机械动力，因此能够更充分地利用能源，提高能量利用率。
与传统的内燃机相比，涡轴发动机在相同功率输出下能够更节省能源，减少能源浪费。
总的来说，涡轴发动机的原理是利用涡轴技术将气流的动能转化为机械动力输出。
它具有高效、节能、环保等优点，是未来发动机发展的一个重要方向。
随着技术的不断进步，相信涡轴发动机将会在各个领域得到更广泛的应用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
涡轴发动机原理及工作原理
涡轴发动机原理及工作原理
涡轴发动机是一种燃烧式内燃机，其工作原理基于涡轴的旋转运动。
涡轴发动机由一个中心轴——涡轴，以及多个排列在涡轴上的曲柄块组成。
当燃油进入涡轴发动机燃烧室时，曲轴在一定角速度下旋转，将涡轴带动进行自转。
同时，曲柄块也随着涡轴的自转以轴承为中心进行旋转。
在曲轴的旋转过程中，每个曲柄块都会在离心力的作用下远离涡轴，并且在曲轴上的轨迹上呈现出椭圆形轨道。
这种离心力使得每个曲柄块在扭矩传递过程中产生了切向力和法向力。
切向力就是沿着切线方向的力，导致曲柄块产生了旋转运动。
而法向力则是垂直于切线方向的力，使得曲柄块产生径向运动。
当曲柄块旋转一周后，涡轴和曲柄块的相对位置会发生变化。
曲柄块通过曲轴进行扭矩传递，将涡轴的旋转运动转化为线性运动，并驱动发动机的工作部件，如活塞、连杆等。
涡轴发动机工作过程中，燃油被注入到燃烧室中，通过点燃燃油产生爆炸推动活塞运动，传递力到曲柄块，曲轴旋转带动涡轴进行自转。
涡轴的旋转运动将动能转化为机械能，推动发动机正常运行。
通过涡轴发动机的工作原理，我们可以实现高效率的能量转化和功率输出，使得发动机具备较高的动力性能和经济性能。
涡
轴发动机具有结构简单、体积小巧、重量轻的特点，在航空、船舶、汽车等领域应用广泛。
涡轴发动机原理及结构
涡轴发动机原理及结构涡轴发动机是一种常见的内燃机，其原理和结构是如何的呢？涡轴发动机，也被称为涡喷发动机，是一种利用涡轮机械工作原理进行动力输出的内燃机。
它采用了旋转的涡轮来产生动力，通过压缩和燃烧空气燃料混合物，从而驱动发动机的工作。
涡轴发动机的原理和结构十分复杂，下面我们来详细介绍一下。
涡轴发动机的原理主要包括压气机、燃烧室和涡轮机三个部分。
首先，压气机负责将空气进行压缩，增加其密度和压力。
压缩后的空气经过燃烧室，与燃料混合后进行燃烧，释放出大量的能量。
最后，高温高压的燃气通过涡轮机，将能量转化为机械能，驱动涡轴发动机的工作。
涡轴发动机的结构主要包括涡轮、轴承、涡轮盘、压气机、燃烧室和喷嘴等部分。
涡轮是涡轴发动机的核心部件，由一系列叶片组成，叶片旋转时可以产生动力。
涡轮通过轴承与涡轮盘相连，实现动力的传递。
压气机由多个级别的叶轮和导向叶片组成，负责将空气进行压缩。
燃烧室是燃料与空气混合后进行燃烧的地方，而喷嘴则负责将燃料喷入燃烧室。
涡轴发动机的工作过程可以简单描述为：首先，涡轮叶片受到高温高压的燃气推动，开始旋转。
涡轮通过轴承与涡轮盘相连，将动力传递给涡轮盘。
涡轮盘与压气机相连，使压气机开始旋转，将空气进行压缩。
压缩后的空气进入燃烧室，与燃料混合后进行燃烧。
燃烧产生的高温高压燃气通过涡轮，将能量转化为机械能，继续推动涡轮叶片旋转。
涡轮旋转的同时，还会驱动压气机继续压缩空气，形成循环。
涡轴发动机具有许多优点。
首先，它具有较高的功率密度，能够提供较大的动力输出。
其次，涡轴发动机的效率较高，能够将燃料的能量充分转化为机械能。
此外，涡轴发动机还具有响应速度快、可靠性高、噪音低等特点，广泛应用于航空、航天、船舶和汽车等领域。
总结起来，涡轴发动机是一种利用涡轮机械工作原理进行动力输出的内燃机。
它通过压气机将空气进行压缩，经过燃烧室与燃料混合后进行燃烧，最终通过涡轮机将能量转化为机械能。
涡轴发动机具有复杂的结构和工作原理，但其具有较高的功率密度、效率高、响应速度快等优点，因此在各个领域得到广泛应用。
涡轴发动机原理
涡轴发动机原理
涡轴发动机是一种利用涡轮机械原理来提供动力的引擎。
它通常由一个涡轮组和一个轴流压气机组成。
涡轮组由一个由高温高压气体驱动的涡轮和一个与之相连的轴组成。
当高压气体通过进气道进入涡轮组时，气体的动能被涡轮转化为机械能，使涡轮高速旋转。
涡轮通过轴将旋转的动能传递给轴流压气机。
轴流压气机是一个由数个叶片组成的转子，它的主要作用是将进入涡轮组的气体加压，并向燃烧室内供应高压气体。
当气体通过轴流压气机时，叶片的形状和布置使气体被迫在旋转中缩小的空间内流动，从而增加了气体的压力。
当气体经过压缩后，它会进入燃烧室，与燃料混合并点燃。
燃烧时释放的高温高压气体推动活塞向下移动，从而产生动力。
活塞运动引起曲轴转动，最终将动力传递给车轮或其他负载。
相比传统的内燃机，涡轴发动机具有更高的效率和更低的排放。
这是因为涡轴发动机利用了流体动力学原理，通过优化气体流动，提高了能量利用率。
此外，它还能够在高速旋转下提供更大的动力输出。
涡轴发动机广泛应用于航空、汽车和工业领域，成为现代化的动力选择。
国产航空发动机简介2012
国产航空发动机简介2012航空发动机被誉为“工业之花”，是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志。
目前世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美、英、法、俄等少数几个国家，技术门槛之高可见一斑。
中国航空发动机工业在一片空白的基础上发展起来，从最初的仿制､改进到可以独立设计制造高性能航空发动机，走过了一条布满荆棘的发展道路。
一、涡轮喷气发动机自1956年第一台涡喷-5发动机在沈阳航空发动机厂仿制成功以来，中国航空发动机工业一直以仿制和改进为主，虽然也曾自行研制过几种发动机，但都因种种原因半途而废。
2002年定型的“昆仑”发动机是中国第一个走完自行研制全过程的航空发动机，也使中国一跃成为继美、俄、英、法后第五大航空发动机生产国。
开山之作涡喷-5产量之最涡喷-6性能最佳涡喷-141.中国首台国产涡喷发动机：涡喷-5涡喷-5是沈阳航空发动机厂根据苏联BK-1φ发动机的技术资料仿制的第一种国产涡喷发动机。
涡喷-5是一种离心式､单转子､带加力式航空发动机，属于第一代喷气发动机。
首批涡喷-5发动机在1956年6月通过鉴定，开始投入批量生产。
截至1985年涡喷-5系列发动机停产，沈阳航空发动机厂和西安航空发动机厂共生产9658台，主要用于米格-15系列和国产歼-5系列战斗机。
涡喷-5发动机的研制成功，标志着中国航空发动机工业已从制造活塞式发动机时代发展到了喷气式发动机的时代，成为了当时世界上为数不多的几个可以批量生产喷气式发动机的国家之一。
2.生产数量最多的国产涡喷发动机：涡喷-6涡喷-6是沈阳发动机厂在苏制Pд-9Б喷气发动机基础上仿制并发展而形成的一个发动机系列型号。
涡喷-6于1959年7月定型，是中国首型超音速航空发动机，属于轴流式单转子带加力燃烧室的涡轮喷气发动机。
1984年沈航首次将中国独创的沙丘驻涡火焰稳定器（北航高歌发明）成功应用于涡喷-6的改进型，彻底解决了Pд-9Б所固有的振荡燃烧现象。
涡喷-6系列发动机是产量最大国产航空发动机，总产量高达29316台，主要用于歼-6系列和强-5系列国产战机，目前仍有相当数量在役。
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中国涡轴系列涡轴 8
资料来源：西北工业大学
涡轴 8 ：
用途军用 / 民用涡轴发动机
类型涡轮轴发动机
国家中国
厂商南方航空动力机械公司
生产现状批生产
装机对象 wz8 直 9 双发直升机
wz8a 直 9a 双发直升机
wz8d 直 11 军、民两用单发直升机
wz8e 直 9c 舰载反潜双发直升机
概述：
涡轴 8 是我国 2 ～ 4t 级直升机的动力装置， 1981 年中国航空技术进出口公司与法国透博梅卡公司 (tm) 签订了阿赫耶系列发动机生产专利转让合同，由南方航空动力机械公司按阿赫耶系列发动机全套设计、工艺、冶金和检测资料生产 wz8 系列涡轴发动机。
阿赫耶涡轴发动机系 70 年代研制的产品，它采用了许多新设计、新材料和新工艺。
为了逐步掌
握这些新技术，南方航空动力机械公司对 wz8 系列发动机的研制分为两个阶段：第一阶段采用法国材料生产。
先将 tm 公司生产的各单元体、排气段、连接件和法国产附件装配成整机，在经过法方检验合格的试车台上试车后交付出厂。
然后，南方航空动力机械公司用法国材料生产 m01( 附件传动单元体 ) 、 m04( 自由涡轮单元体 ) 和 m05( 减速器单元体 )3 个单元体以及排气段、连接件和部分附件，与 tm 公司生产的m02( 轴流压气机单元体 ) 和 m03( 燃气发生器单元体 ) 以及法国产附件组装成整机，经试车后交付。
最后，用法国材料生产所有 5 个单元体、排气段、连接件和部分附件，与法国产其余附件组装成整机，并经 150h 持久试车后交付。
第二阶段为国产化阶段。
除了极少数零件之外，所有原材料、毛坯和成、附件均立足于国内来生产。
在国产化过程中，新研制的 24 种金属材料、 64 种非金属材料及 60 种锻、铸毛坯均通过了国家级或其他级别的评审鉴定，绝大多数国产化成、附件已通过鉴定或设计定型，整机国产化率目前已达
91 ％。
国产化 wz8a 发动机按法方提出的考核大纲进行了 2000 个典型飞行循环的试车 (1000h) 及7000 次低周疲劳试车；两台国产化发动机首飞 100h 后于 1992 年 11 月通过了由总参陆航局和航空航天工业部主持的鉴定，投入小批量生产。
在国产化 wz8a 发动机研制成功的基础上，南方航空动力机械公司根据 tm 公司提供的全套资料，按国产化的原则又研制了 wz8e 及 wz8d 两种型别的涡轴发动机，分别于 1994 年 7 月及 9 月通过了法方规定的 150h 持久试车考核，同时又在试验器上进行了有关的鉴定试验。
1994 年 9 月，该两型发动机通过了由中国航空工业总公司主持、分别有海军及总参陆航局参加的阶段性鉴定，预定于 1994 年年底装机首飞。
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