航空涡扇发动机的工作原理

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涡扇发动机原理

涡扇发动机原理

涡扇发动机原理
涡扇发动机是一种常见的航空发动机,其工作原理是通过将高速旋转的风扇产生的气流与高速喷出的燃烧气体相结合,从而产生推力。

涡扇发动机主要由压气机、燃烧室、涡轮和风扇组成。

在工作时,空气先经过压气机被压缩,然后通过燃烧室与燃料混合并燃烧,释放出能量。

燃烧气体在高速喷出过程中通过涡轮,使得涡轮高速旋转。

旋转的涡轮带动压气机和燃烧室,形成一个闭合的循环。

与此同时,涡轮还带动风扇旋转。

风扇通过高速旋转产生的气流从后方进入,经过压缩后从前方喷出,产生的推力是涡轮产生的推力的主要来源之一。

通过合理调节涡轮和风扇的旋转速度比,可以提高发动机的推力效率。

涡扇发动机相对于传统的喷气发动机具有较高的推力和燃油效率。

它的工作原理使得发动机产生的噪音较小,适用于商用飞机等领域。

在航空技术的发展中,涡扇发动机被广泛应用,并不断进行改进,以提高推力效率和燃油经济性。

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理
涡扇发动机是一种常用于现代航空器的发动机,它是通过利用涡轮驱动来产生推力的。

涡扇发动机由多个关键部件组成,包括压缩机、燃烧室、涡轮组和喷管。

首先,气体通过涡轮引导器进入涡轮驱动的压缩机。

压缩机中的转子通过高速旋转将气流压缩,使其达到高压状态。

然后,高压气体进入燃烧室。

在燃烧室中,燃料被注入并点燃,与大量的空气混合。

这个燃烧过程释放出热能,将气体加热到高温高压状态。

燃烧后的气体会以极高的速度通过喷嘴排出,产生向后的推力。

接下来,高温高压的燃烧气体流经涡轮组。

涡轮组包括高压涡轮和低压涡轮,它们被连接在一起,并沿相反方向旋转。

当燃烧气体穿过涡轮组时,涡轮的旋转运动会带动涡轮引导器和压缩机的转子旋转。

最后,燃烧气体通过喷管排出机外,产生推力。

喷管的形状和设计可以进一步增加喷出气体的速度和推力。

涡扇发动机的推力由排气速度和气流质量流量决定。

总的来说,涡扇发动机的工作原理是利用压缩机将空气压缩,然后在燃烧室中加热并释放能量,最后通过涡轮驱动来产生推力。

这种设计使得涡扇发动机具有高效、高推力和低噪音的特点,广泛应用于现代航空器。

航空发动机原理

航空发动机原理

航空发动机原理航空发动机原理2011年11月07日重要提醒:系统检测到您的帐号可能存在被盗风险,请尽快查看风险提示,并立即修改密码。

| 关闭网易博客安全提醒:系统检测到您当前密码的安全性较低,为了您的账号安全,建议您适时修改密码立即修改 | 关闭航空发动机原理,,螺桨风扇发动机螺桨风扇发动机是一种介于涡轮风扇发动机和涡轮螺旋桨发动机之间的一种发动机形式,其目标是将前者的高速性能和后者的经济性结合起来,目前正处于研究和实验阶段。

螺桨风扇发动机的结构见图,它由燃气发生器和一副螺桨-风扇(由于实在无法给这个又象螺旋桨又象风扇的东东起个名字,只好叫它螺桨-风扇)组成。

螺桨-风扇由涡轮驱动,无涵道外壳,装有减速器,从这些来看它有一点象螺旋桨;但是它的直径比普通螺旋桨小,叶片数目也多(一般有6,8叶),叶片又薄又宽,而且前缘后掠,这些又有些类似于风扇叶片。

根据涡轮风扇发动机的原理,在飞行速度不变的情况下,涵道比越高,推进效率就越高,因此现代新型不加力涡轮风扇发动机的涵道比越来越大,已经接近了结构所能承受的极限;而往掉了涵道的涡轮螺旋桨发动机尽管效率较高,但由于螺旋桨的速度限制无法应用于M0.8~M0.95的现代高亚音速大型宽体客机,螺桨风扇发动机的概念则应运而生。

由于无涵道外壳,螺桨风扇发动机的涵道比可以很大,以正在研究中的一种发动机为例,在飞行速度为M0.8时,带动的空气量约为内涵空气流量的100倍,相当于涵道比为100,这是涡轮风扇发动机所瞠乎其后的,将其应用于飞机上,可将高空巡航耗油率较目前高涵道比轮风扇发动机降低15%左右。

同涡轮螺旋桨发动机相比,螺桨风扇发动机的可用速度又高很多,这是由它们叶片外形不同所决定的。

普通螺旋桨叶片的叶型厚度大以保证强度,弯度大以保证升力系数,从剖面来看,这种叶型实际上就是典型的低速飞机的机翼剖面外形,它在低速情况下效率很高,但一旦接近音速,效率就急剧下降,因此装有涡轮螺旋桨发动机的飞机限制在M0.6~M0.65左釉痘而螺桨-风扇速度的既宽且薄、前缘尖锐并带有后掠的叶型则类似于超音速机翼的剖面外形,这种叶型的跨音速性能就要好的多,在飞行为M0.8时仍有良好的推进效率,速度是目前新型发动机中最有希看的一种。

涡扇15发动机原理

涡扇15发动机原理

涡扇15发动机原理以涡扇15发动机原理为标题,我们将详细介绍涡扇15发动机的工作原理。

涡扇15发动机是一种高性能的喷气式发动机,广泛应用于民用和军用飞机中。

涡扇15发动机是一种涡轮风扇发动机,它采用了涡轮增压器和风扇两个级别的压气机。

其工作原理如下:1. 压气机部分:涡扇15发动机的压气机由多个级别组成,每个级别都有一组转子和定子。

当发动机启动后,压气机的转子开始旋转,通过离心力将空气压缩并推向下一个级别。

这样逐级压缩的过程使得空气的压力和温度不断增加。

2. 燃烧室部分:在压气机的末级,空气被引导进入燃烧室。

在燃烧室中,燃料被喷射进入高温和高压的空气中,然后燃烧产生高温高压的燃气。

这些燃气通过喷嘴喷出,产生推力。

3. 高压涡轮部分:燃气喷出后,通过高压涡轮的作用,将其中一部分能量转化为机械能,驱动压气机的转子旋转。

高压涡轮的转子与压气机的转子通过轴连在一起,共同组成了一个整体。

4. 低压涡轮部分:燃气通过高压涡轮后,流经燃气发生器,再通过低压涡轮。

低压涡轮的转子则驱动着风扇转子的旋转。

风扇是涡扇15发动机的重要组成部分,它通过产生大量的气流来提供额外的推力。

5. 喷管部分:经过低压涡轮后,燃气流向喷管。

喷管的设计有助于加速燃气排出,产生更大的推力。

喷管还能改变喷气流的方向,从而提供飞行中所需的推力调整和机动性。

涡扇15发动机的工作原理可以总结为:通过压气机将空气压缩,然后在燃烧室中与燃料混合并燃烧产生高温高压的燃气,燃气通过高压涡轮和低压涡轮的作用驱动压气机和风扇旋转,最后通过喷管排出产生推力。

涡扇15发动机具有高效、可靠和推力大的特点,广泛应用于各类飞机中。

它的工作原理基于涡轮增压和风扇的组合,能够提供足够的推力和燃料效率,满足飞机在不同飞行阶段的需求。

不断的技术创新使得涡扇15发动机在性能和可靠性上得到了进一步的提升,为航空工业的发展做出了重要贡献。

航空涡扇发动机工作原理

航空涡扇发动机工作原理

航空涡扇发动机工作原理
航空涡扇发动机是一种先进的发动机类型,它的工作原理是结合了涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机的特点。

涡扇发动机的工做原理是:将空气吸进燃烧室中,与喷出的燃料混合后进行燃烧,产生的高温高压气流,经过高低压涡轮后,从尾喷管喷出,最后产生推力,推动飞机前进。

具体来说,涡扇发动机的前方有一个风扇,它旋转吸入的空气被分为两个部分:一部分进入细管子成为内涵气流,一部分进入粗管子成为外涵气流。

外涵气流直接从发动机尾部流出形成一部分动力,而内涵气流经过压气机被压缩,成为高温高压气体,并进一步进入燃烧室被和燃油一起进一步加热膨胀冲击后面的涡轮。

涡轮就像我们小时候玩的纸风车一样,被高温高压燃气带动旋转,燃气最后从尾部高速喷出,形成发动机最主要的动力。

由于涡轮与风扇、压气机同在一根轴承上,因此涡轮又带动了风扇、压气机一起转动。

吸入空气—增压-加热-喷射—带动发动机运转,这样一个稳定的循环运动就初步建立起来。

涡扇发动机的结构和工作原理

涡扇发动机的结构和工作原理

涡扇发动机的结构和工作原理一、引言涡扇发动机是目前商用飞机上最常见的发动机类型之一,其高效节能、低噪音和高可靠性的特点使其成为现代航空业的重要组成部分。

本文将介绍涡扇发动机的结构和工作原理。

二、涡扇发动机的结构涡扇发动机由压气机、燃烧室、涡轮和喷管等组成。

1. 压气机:压气机是涡扇发动机的核心部件之一,其主要功能是将空气压缩,提高空气的密度和压力。

压气机通常由多级轴流压气机和多级离心压气机组成。

2. 燃烧室:燃烧室是将燃料与压缩空气混合并点燃的部分,通过燃烧产生的高温高压气体推动涡轮运转。

燃烧室通常采用环形燃烧室或喷嘴式燃烧室。

3. 涡轮:涡轮由高压涡轮和低压涡轮组成,其主要作用是通过高温高压气体的冲击推动涡轮转动,驱动压气机和风扇。

4. 喷管:喷管是涡扇发动机的尾部部分,其主要功能是将高速高温的尾流喷出,产生推力。

喷管的形状和尺寸对发动机的推力、燃油效率和噪音水平都有重要影响。

三、涡扇发动机的工作原理涡扇发动机的工作原理可以简化为空气压缩、燃烧和喷射三个过程。

1. 空气压缩:空气通过进气口进入涡扇发动机,经过压气机的多级压缩,空气的密度和压力增加。

在压气机中,每一级都由一系列叶片和固定的导向叶片组成,通过叶片的旋转将空气压缩。

2. 燃烧:经过压缩的空气进入燃烧室,与燃料混合并点燃。

燃料燃烧产生的高温高压气体通过喷嘴喷出,冲击涡轮使其转动。

燃烧室的设计和燃料的燃烧效率对发动机的性能有重要影响。

3. 喷射:燃烧后的高温高压气体通过涡轮推动涡轮转动,涡轮的转动驱动压气机和风扇运转。

同时,部分高温高压气体经过喷管喷出,产生推力,推动飞机向前飞行。

涡扇发动机的喷射效率对推力和燃油消耗有重要影响。

四、涡扇发动机的特点涡扇发动机相比于传统的活塞发动机和涡轮螺旋桨发动机,具有以下特点:1. 高效节能:涡扇发动机通过空气压缩和燃烧产生的高温高压气体推动涡轮运转,利用喷射产生推力,其热效率和推力重量比较高,燃油消耗相对较低。

航空发动机概述解析

航空发动机概述解析

航空发动机概述解析喷气发动机是使用喷气推力推动飞机飞行的发动机。

它的工作原理是,通过燃烧室中的燃料燃烧产生高温高压气流,然后将气流经过喷嘴迅速排出,产生的离心推力推动飞机向前飞行。

喷气发动机具有推力大、能量利用率高的特点,适用于高速、远程飞行。

涡扇发动机是一种结合了涡轮和涡桨技术的发动机。

它的工作原理是,通过燃烧室中的燃料燃烧产生高温高压气流,然后通过涡轮驱动涡桨,在涡轮的作用下产生的气流既产生推力,同时也驱动涡桨产生升力。

涡扇发动机具有推力和升力兼备的特点,适用于短距离起降和低速/垂直起降的飞行任务。

1.压气机:压气机是将空气压缩为高压气体的关键部件。

它通常由多级轴流式压气机和多级离心式压气机组成。

轴流式压气机的压缩空气流向与发动机轴线平行,压缩效率高;离心式压气机的压缩空气在转子内壁上流动,压缩效率较低。

2.燃烧室:燃烧室是燃料燃烧的区域,它将燃料和压缩空气混合并点火燃烧。

燃烧室结构复杂,需要满足高温高压下的燃烧要求,并尽可能减少排放物的产生。

3.涡轮:涡轮是推动喷气发动机和涡扇发动机的核心部件,包括高压涡轮和低压涡轮。

燃气在高温高压下冲击涡轮,使涡轮旋转并带动压气机和涡桨运转。

4.尾喷口:尾喷口是喷气发动机的出口,通过控制尾喷口形状和大小,可以调节喷气流的方向和推力大小。

喷气流的速度越大,推力越大。

5.涡桨:涡扇发动机中的涡桨是产生升力的关键部件,它由多个叶片组成,通过涡轮驱动旋转,产生气流带动飞机上升。

涡桨的叶片形状和数量可以根据飞行任务的需求进行调整。

近年来,随着航空技术的不断发展,航空发动机也在不断创新和改进。

例如,涡扇发动机的高涵道比设计可以提高推力和燃油效率;使用复合材料和先进制造工艺可以减轻发动机重量;采用全电控制系统可以提高发动机的控制性能等。

总之,航空发动机是现代飞机的核心动力装置,它的设计和性能直接影响着飞机的运行效率、经济性和安全性。

随着航空技术的不断进步,航空发动机也在不断创新和优化,为飞机提供更高的性能和可靠性。

国产c919发动机工作原理

国产c919发动机工作原理

国产c919发动机工作原理
C919飞机是中国自主研发的干线客机,其发动机是由国产的发动机制造商航发动力研制的。

C919的发动机种类为“Leap-1C”,是一款新一代的高效涡扇发动机。

该发动机采用了复杂的气动原理,利用空气压缩和燃烧产生的高温高压气流来推动飞机飞行。

其内部包括压气机、燃烧室、涡轮、喷嘴等各种部件,经过复杂的运作使空气在发动机内部不断流动,最终将产生的推力传递给飞机。

其中,压气机是发动机的核心部件,它将大量空气进行压缩,使其成为高压气流。

接着,高压气流进入燃烧室,在燃烧室内与燃料混合燃烧,产生高温高压气流。

这些气流经过一系列涡轮的作用,最终通过喷嘴喷出,产生推力。

C919发动机的工作原理极其复杂,需要先进的制造技术和精湛的工艺来保证其可靠性和高效性。

随着中国发动机技术的不断发展,可以预见未来国产发动机将在世界航空工业中扮演越来越重要的角色。

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涡喷发动机

涡喷发动机

飞行原理(HowAndWhy)升力原理:飞机是比空气重的飞行器,因此需要消耗自身动力来获得升力。

而升力的来源是飞行中空气对机翼的作用。

在下面这幅图里,有一个机翼的剖面示意图。

机翼的上表面是弯曲的,下表面是平坦的,因此在机翼与空气相对运动时,流过上表面的空气在同一时间(T)内走过的路程(S1)比流过下表面的空气的路程(S2)远,所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气快(V1=S1/T> V2=S2/T1)。

根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比。

”,因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。

F1、F2的合力必然向上,这就产生了升力。

从机翼的原理,我们也就可以理解螺旋桨的工作原理。

螺旋桨就好像一个竖放的机翼,凸起面向前,平滑面向后。

旋转时压力的合力向前,推动螺旋桨向前,从而带动飞机向前。

当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑,而有着复杂的曲面结构。

老式螺旋桨是固定的外形,而后期设计则采用了可以改变的相对角度等设计,改善螺旋桨性能。

飞行需要动力,使飞机前进,更重要的是使飞机获得升力。

早期飞机通常使用活塞发动机作为动力,又以四冲程活塞发动机为主。

这类发动机的原理如图,主要为吸入空气,与燃油混合后点燃膨胀,驱动活塞往复运动,再转化为驱动轴的旋转输出:单单一个活塞发动机发出的功率非常有限,因此人们将多个活塞发动机并联在一起,组成星型或V型活塞发动机。

下图为典型的星型活塞发动机。

现代高速飞机多数使用喷气式发动机,原理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力则推动飞机向前。

下图的发动机剖面图里,一个个压气风扇从进气口中吸入空气,并且一级一级的压缩空气,使空气更好的参与燃烧。

风扇后面橙红色的空腔是燃烧室,空气和油料的混和气体在这里被点燃,燃烧膨胀向后喷出,推动最后两个风扇旋转,最后排出发动机外。

而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上,因此会带动压气风扇继续吸入空气,从而完成了一个工作循环涡轮喷气发动机这类发动机的原理基本与上面提到的喷气原理相同,具有加速快、设计简便等优点。

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理1涡扇发动机涡扇发动机是一种相对简单的发动机,流体动力学原理层出不穷,涡流是发动机最重要的动力机制之一。

由于流动特性的不同,涡扇发动机的工作原理也不尽相同,其主要分为压空气涡轮发动机、混合空气涡轮发动机和充放电涡轮发动机三大类。

1.1压空气涡轮发动机压空气涡轮发动机的工作原理非常简单。

它的潜力空气被压缩放入气缸,随后被燃料燃烧,产生的热能转换为动力气体发动机的工作介质,并被排出。

在这一过程中,涡轮发动机依靠压空气密封圈和叶片的联动放大动力(涡轮),将潜力能和机械能转换为动力和扭矩,同时也可以调节出动的发动机的转速。

1.2混合空气涡轮发动机混合涡轮发动机是一种混合空气发动机,它将高温燃料燃烧过后的热能转换为动力,而不是潜力空气。

然而,混合空气也有一些优点,尤其是可以提高燃烧室充分度,增加发动机效率。

此外,混合空气涡轮发动机也具有一定的可控制发动机输出扭矩,可控制发动机输出功率,可控制发动机输出转速的能力,这在全景发动机中使用比较广泛。

1.3充放电涡轮发动机充放电涡轮发动机是涡轮发动机的一种,它使用旋转涡轮与气缸相联动,把混合气体推进燃烧室,使气体涡轮带动发动机输出定功率,可以产生更高的特性扭矩,更宽的转速范围,做到由低到高的高性能输出。

由于充放电涡轮发动机的工作原理特殊,它的发动机效率和特性扭矩性能都会比其他类型的涡轮发动机有较大的提高,是涡轮发动机的最好选择之一。

2总结涡轮发动机的工作原理可以分为压空气涡轮发动机、混合空气涡轮发动机和充放电涡轮发动机三大类,它们在低排放和性能特性、转速调节范围等方面均有所优势。

如果正确利用,必将提高汽车及航空工程的效率和燃料经济性。

飞机涡扇发动机性能研究及优化

飞机涡扇发动机性能研究及优化

飞机涡扇发动机性能研究及优化随着现代航空业的发展,飞机的发动机也在不断完善和升级。

涡扇发动机是现代飞机最为常用的发动机之一,其具有高效、安全、环保等优势,在现代化的航空运输中发挥重要作用。

然而,涡扇发动机的研究和优化仍然存在许多挑战和难点,本文将就飞机涡扇发动机的性能研究和优化展开一番探讨。

一、涡扇发动机的工作原理涡扇发动机是一种内燃轮机,其本质是利用内部压缩机对空气进行压缩,之后加燃料引燃空气混合物,产生高温高压气体来推动涡轮旋转,最终产生推力推动飞机前进。

其工作原理类似于汽车发动机,但其却能在数万英尺高空飞行时运行,并保持高效性和可靠性。

二、涡扇发动机的性能参数涡扇发动机的性能参数有很多,但最基本的是推力和推重比。

推力是指发动机产生的推力大小,推重比则是指推力与发动机重量的比值。

这些参数对于运营和设计飞机都至关重要,发动机制造商需要根据承受负载和性能需求来调整这些参数。

其他涡扇发动机的性能参数还包括燃油效率和耗油量。

燃油效率越高,对环境和航空公司都更为有益。

而耗油量则影响飞机的续航能力和运营成本。

三、涡扇发动机的优化涡扇发动机提高效率最常用的方法之一是调整叶片和减小风阻。

在发动机中,转子是最重要的组成部分之一。

优化叶片形状和材料,可以使涡扇发动机更加高效。

同时,减小发动机长度和直径可以降低风阻,减少燃油消耗。

改进燃料喷射器也是提高涡扇发动机效率的关键所在。

精密喷射器能更好地控制燃料流量和喷射角度,从而使燃烧更加彻底。

同时,NGV(Nozzle Guide Vane)也被广泛采用来使涡轮更加均匀,缩短气流时间,从而减少效率损失。

涡扇发动机的冷却也是一个关键因素。

所有的航空发动机都需要冷却,但高温气体对服务寿命会产生很明显的影响。

对于涡扇发动机,降低冷却气流量和温度会减少冷却空气流失,提高效率。

四、结语涡扇发动机是现代飞机最重要的发动机之一,其成功的原因在于其高效和可靠性。

但涡扇发动机的性能参数和优化也是制造商们绕不开的难题。

介绍各类型飞机发动机

介绍各类型飞机发动机

介绍各类型飞机发动机各类型飞机发动机的介绍一、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种常见的飞机发动机类型,主要用于小型飞机和地区航班。

它结合了涡轮和螺旋桨的特点,可以提供较大的推力和较低的燃油消耗。

涡轮螺旋桨发动机的工作原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体,然后推动涡轮旋转,最后通过传动系统将动力传递给螺旋桨,产生推力。

二、涡喷发动机涡喷发动机是现代飞机中最常见的发动机类型之一。

它利用喷气原理产生推力,适用于各种类型的飞机。

涡喷发动机通过压缩空气、燃烧燃料并排出高速喷气流来产生推力。

它具有高推力、高效率和较低的燃油消耗等特点,被广泛应用于商用飞机和军用飞机。

三、涡扇发动机涡扇发动机是一种性能优越的发动机类型,常用于中大型喷气客机。

它结合了涡轮和喷气原理,具有高推力、低噪音和较低的排放等特点。

涡扇发动机通过压缩空气、燃烧燃料并排出高速喷气流产生推力,同时通过涡轮驱动风扇产生附加推力。

它的高效率和低噪音使其成为现代喷气客机的首选发动机。

四、涡桨发动机涡桨发动机是一种结合了涡轮和螺旋桨的特点的发动机类型,主要用于直升机和小型飞机。

涡桨发动机通过压缩空气、燃烧燃料并排出高速喷气流来产生推力,同时利用传动系统驱动螺旋桨产生附加推力。

涡桨发动机具有高推力、灵活性和良好的低速性能等特点,适用于垂直起降和短距离起降的飞机。

五、火箭发动机火箭发动机是一种产生巨大推力的发动机类型,主要用于航天器和导弹。

火箭发动机通过燃烧燃料和氧化剂产生高温高压气体,并将其排出产生推力。

火箭发动机具有高推力、高速度和短时间内产生大量推力的能力,但燃料消耗量较大。

它被广泛应用于航天领域,推动着人类探索太空的脚步。

六、活塞发动机活塞发动机是一种传统的内燃机发动机类型,主要用于小型飞机和私人飞机。

活塞发动机通过往复运动的活塞产生推力,通过连杆和曲轴传递动力。

它的工作原理类似于汽车发动机,通过燃烧燃料产生高温高压气体来推动活塞运动。

活塞发动机具有结构简单、维护容易和燃料适应性强等特点,但推力较小,燃油消耗较高。

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理涡扇发动机是一种动力源,它利用推力或拉力在空气中通过涡扇以及转速控制机构来产生动力。

涡扇发动机主要由一个涡轮、叶轮、压气机、燃烧室和燃料系统组成。

涡轮和叶轮是其中的关键部分。

涡轮是发动机的主要部件,它由外壳、叶轮、轴心和涡轮叶片组成。

涡轮的作用是使排气和进气的流量差异得到均衡,从而达到实现动力的目的。

叶轮的作用是使涡轮的排气流量和进气流量保持均衡,从而实现发动机的转速控制。

它由叶片、安装框架、叶片锁定支架和叶轮总成组成,并通过叶轮驱动器将动力传递到涡轮上。

压气机是发动机的第三个重要部件,它由空气加压装置、温度控制装置和压缩机组成。

它负责将空气压缩到较高的压力,以便进入燃烧室进行燃烧。

燃烧室是发动机的核心部分,它是一种封闭的空间,用来完成燃烧过程。

燃烧室的形状和尺寸与发动机的类型有关,它的设计主要取决于燃料类型,燃烧室的材料类型和厚度也有一定的差异。

最后,燃料系统扮演着将燃料进入燃烧室的角色。

它由燃料泵、蒸汽喷油器、混合气装置、注油装置和燃料过滤器组成。

涡扇发动机的工作原理是:1、涡轮将排出的热气体吸收发动机在排气期内产生的热能,将其转化为动力。

2、压气机将空气压缩到压力很大的状态,并将其送入燃烧室,其中的热量被燃料所燃烧,产生的热能将空气加热。

3、叶轮根据转速控制机构的要求,实现涡轮排气流量和进气流量的变化,从而实现发动机转速控制。

4、燃料系统将燃料和空气混合在一起,并将混合气送入燃烧室中进行燃烧,从而产生能量。

5、出的热气体经过涡轮后,又将这些热能转化为动力,从而实现发动机发动。

涡扇发动机是一种先进的动力源,具有动力输出大,操作简便,噪声低等优点。

它的特点是操作简单,有效的控制能力,常温下可长期工作。

目前,涡扇发动机用于汽车、电气工程、航空航天、港口机械设备等方面。

因而,这种发动机已成为当今社会机械动力的一个重要来源。

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理
涡扇发动机是一种现代飞机上常用的发动机类型,它通过将空气压缩、燃烧和排气来产生推力,从而驱动飞机飞行。

涡扇发动机的工作原理十分复杂,本文将从空气压缩、燃烧和推力产生三个方面来详细介绍涡扇发动机的工作原理。

首先,空气压缩是涡扇发动机工作的第一步。

当飞机起飞时,涡扇发动机吸入大量空气,空气经过进气口进入发动机内部。

进气口的设计使得空气能够以高速进入涡轮机,涡轮机将空气压缩并提高空气的密度。

这一过程使得空气能够更充分地参与燃烧过程,从而提高燃烧效率。

接着,燃烧是涡扇发动机工作的第二步。

经过空气压缩后的空气进入燃烧室,燃料喷射系统将燃料喷入燃烧室,同时点火系统点燃混合气体。

燃料的燃烧产生高温高压的燃气,这些燃气经过燃气发生器后进入涡轮机,推动涡轮机旋转。

涡轮机的旋转带动飞机的风扇旋转,产生推力。

同时,燃烧产生的高温燃气经过喷气管排出飞机,同时也产生了额外的推力。

最后,推力产生是涡扇发动机工作的第三步。

经过燃烧后的高温高压燃气驱动涡轮机旋转,带动飞机的风扇旋转,产生推力。

这个推力推动了飞机向前飞行,同时也产生了空气动力学效应,使得飞机能够在空中飞行。

总的来说,涡扇发动机的工作原理是通过空气压缩、燃烧和推力产生来驱动飞机飞行。

这一过程中需要精密的设计和高效的燃烧系统,以确保发动机能够稳定可靠地工作。

涡扇发动机的工作原理不仅是航空工程领域的重要内容,也是现代飞机能够高效飞行的关键之一。

航空发动机工作原理

航空发动机工作原理

航空发动机工作原理航空发动机是现代飞机的核心动力装置,其工作原理直接关系到飞机的性能和安全。

本文将介绍航空发动机的工作原理,包括喷气发动机和涡扇发动机两种常见类型。

一、喷气发动机喷气发动机是一种将空气和燃料混合后通过喷嘴高速喷出,产生反作用力推动飞机前进的发动机。

其工作原理可以分为四个步骤:进气、压缩、燃烧和喷射。

首先是进气阶段,喷气发动机通过进气口将大量空气引入发动机内部。

进气口通常位于飞机机身前部,利用飞机的高速飞行将空气压缩并送入发动机。

进入发动机后,空气经过滤网和增压器等设备进行处理,以确保进入发动机的空气质量和压力。

接下来是压缩阶段,进入发动机的空气经过压气机的作用被压缩。

压气机是由一系列叶片组成的转子,通过高速旋转将空气压缩,提高空气密度和压力。

压缩后的空气进一步增加了能量和温度。

然后是燃烧阶段,压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合并点燃。

燃料通常是航空煤油或喷气燃料,通过喷嘴喷入燃烧室,与空气充分混合后被点燃。

燃烧产生的高温高压气体膨胀后,推动涡轮转子高速旋转。

最后是喷射阶段,燃烧后的气体通过喷气口高速喷出,产生反作用力推动飞机前进。

喷气口位于发动机尾部,喷气的高速流动产生的反作用力推动了飞机向前。

同时,喷气口的形状和方向可以通过调整来改变推力的大小和方向,以满足飞机的操纵需求。

二、涡扇发动机涡扇发动机是一种基于喷气发动机的改进型号,通过在喷气发动机中增加一个风扇来提供更大的推力。

其工作原理可以简单描述为将一部分空气绕过燃烧室直接排出,形成较大的推力。

涡扇发动机的工作原理与喷气发动机类似,但在压缩阶段增加了一个风扇。

风扇位于发动机前部,由一个或多个叶片组成,通过高速旋转将大量空气吸入并推出。

这些空气绕过燃烧室,直接排出发动机,形成高速喷射的气流,产生更大的推力。

涡扇发动机相比喷气发动机具有更高的推力和燃油效率,适用于大型商用飞机和军用飞机。

同时,涡扇发动机的噪音和排放也相对较低,符合环保要求。

航空发动机涡扇叶片故障检测与诊断

航空发动机涡扇叶片故障检测与诊断

航空发动机涡扇叶片故障检测与诊断随着航空业的快速发展,航空发动机作为飞行器的主要动力装置,其性能和质量也越来越受重视。

而在航空发动机中,涡扇叶片是扇盘发动机的主要构成部分之一,其性能的稳定和可靠性对于航班的安全运行至关重要。

然而,由于涡扇叶片处于高温、高压、高速等恶劣的工况环境下运行,很容易导致叶片的疲劳、腐蚀、裂纹等故障,因此航空业对于涡扇叶片故障的检测和诊断也越来越重视。

本文将从航空发动机涡扇叶片的结构、故障类型和检测方法等方面进行分析,探讨如何有效地检测和诊断涡扇叶片的故障。

一、涡扇叶片的结构与工作原理涡扇叶片是扇盘发动机的重要组成部分之一,通常由根部、翼型、平台、翼角、前缘、后缘和腹板等组成。

涡扇叶片的作用是将气流加速,并将气流转化为飞行器的推进力。

其最大特点是其具有高耐久性、热稳定性等特点,能够在极端高温高压环境下稳定运行。

二、涡扇叶片故障的类型涡扇叶片的故障类型主要包括疲劳、腐蚀、裂纹等。

其中,疲劳是由于长期的循环载荷和变形下产生的裂纹。

而腐蚀则是由于高温、振动和腐蚀性物质等因素导致叶片表面产生腐蚀、粘连和剥落等现象。

其次,裂纹则是由于载荷作用下,长时间的裂纹扩展使叶片的使用寿命缩短。

三、涡扇叶片故障检测的方法1、无损检测法无损检测法是目前广泛应用的一种检测方法,主要是通过扫描、X光检测、超声波检测、涡流检测等技术,对叶片表面和内部进行检测。

其中,超声波检测技术是应用最普遍的方法,其原理是利用超声波在固体材料中的传播来对材料进行检测。

2、摄像机检测法此检测法主要是通过高清摄像机来检测叶片表面的裂痕、腐蚀以及其他疑似故障。

此检测方法不需要拆卸整个发动机,可以通过透过发动机盖进行检测,也可在特定地方安装专用摄像机进行检测。

3、血液检测法血液检测法是目前比较先进的涡扇叶片故障检测方法之一。

此方法通过收集叶片表面的微小颗粒,类似于血液固定的原理,这些颗粒包含故障部位的微小物质和裂纹片段的特定标志物。

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理

涡扇发动机工作原理
涡扇发动机是一种高效的航空发动机,它采用了涡轮增压和扇叶推进的结合,
具有较高的推力和燃油效率。

下面我们将详细介绍涡扇发动机的工作原理。

首先,涡扇发动机由压气机、燃烧室、涡轮和喷气推进器四部分组成。

当飞机
起飞时,涡扇发动机的压气机负责将大量空气压缩,然后送入燃烧室。

在燃烧室内,燃料与压缩空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气。

这些高温高压的燃气通过涡轮,驱动涡轮旋转,同时也带动压气机的旋转,形成循环。

接着,涡扇发动机的特点之一就是具有大直径的风扇。

风扇位于发动机的前部,通过风扇叶片将大量的空气吸入,然后加速后排出。

这个过程形成了高速的气流,产生了额外的推力,提高了发动机的推进效率。

同时,风扇还能够将外界的噪音减小,使得飞机的噪音水平大大降低。

最后,喷气推进器则是涡扇发动机的最后一个部分。

它将燃烧后的高温高压燃
气排出,并且加速,产生了向后的推力。

这个推力推动了飞机向前飞行,实现了飞机的动力来源。

总的来说,涡扇发动机通过压气机压缩空气,燃烧室燃烧混合气体,涡轮驱动
压气机和风扇,最终通过喷气推进器产生推力,推动飞机飞行。

它的工作原理简单清晰,但却是航空发动机领域的重要突破,为飞机的高效、安全飞行提供了强大的动力支持。

在实际应用中,涡扇发动机已成为现代喷气式飞机的主要动力装置,其高效、
低噪音、大推力的特点受到了广泛的认可。

相信随着科技的不断进步,涡扇发动机将会在未来取得更大的突破和发展,为航空业带来更多的创新和进步。

航空发动机原理知识点精讲

航空发动机原理知识点精讲

航发原理1、燃气涡轮发动机工作原理1.1、航空发动机概述活塞、涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、桨扇,短距离垂直起降动力装置。

1.2、燃气涡轮发动机的工作原理空气连续不断地被吸入压气机,并在其中压缩增压后,进入燃烧室中喷油燃烧成为高温高压燃气,再进入涡轮中膨胀做功。

燃烧的膨胀功必然大于空气在压气机中被压缩所需要的压缩功,使得有部分富余功可以被利用。

燃气涡轮发动机的膨胀功可以分为两部分:一部分膨胀功通过传动轴传给压气机,用以压缩吸入燃气涡轮发动机的空气;另一部分膨胀功则对外输出,作为飞机、舰船、车辆或发电机等的动力装置。

1.3、喷气发动机热力循环(P123)涡喷发动机的理想循环:(p-v 、压力-比体积)等熵压缩:进气道、压气机(0、2、3,特征截面)等压加热:燃烧室(3、4)等熵膨胀:涡轮、喷管(4、5、9)等压放热:大气环境(9、0)(P125)理想循环功L id =q 1−q 2=C p (T t4−T t3)−C p (T 9−T 0)=C p T 0(e −1)(∆e −1)T t4T 0=∆ 加热比 (P t3P 0)k−1k =e P t3P 0=π 总增压比 加热比增加,理想循环功增加。

总增压比为1,理想循环功为0;总增压比为最大,理想循环功为0;存在使理想循环功最大的最佳增压比πopt 。

从物理意义分析,影响理想循环功L id 的是加热量q 1和热效率两个因素。

当π从1.0开始增加时,热效率急剧增加,使L id 增加,一直达到其最大值;此后π继续增加则q 1的减小起了主导作用,使L id 下降。

e opt =√∆πopt =∆k2(k−1)L id =C p T 0(√∆−1)2ηti =1−1πk−1k 只与总增压比有关对应于有效功最大值的最佳增压比πopt 远小于对应于最大热效率的增压比πopt ′。

1.4、喷气发动机的推力(P13)F eff =F −X d −X p −X fX d :进气道附加阻力X p :短舱压差阻力X f:摩擦阻力F=W9c9+(p9−p0)A9−W a c0 1.5、涡喷发动机的总效率、热效率及推进效率η0=ηtηpηp=21+c9c0=推进功循环有效功遗留在空中的动能损失,称为离速损失,排气速度和飞行速度差别越大,动能损失越多。

涡扇航空发动机的原理

涡扇航空发动机的原理

涡扇航空发动机的原理涡扇航空发动机是一种利用燃气涡轮的原理来驱动风扇产生推力的发动机,是目前最常见的飞机动力装置之一。

涡扇航空发动机的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 进气涡扇航空发动机的前端是一个大型的风扇,也称为风扇级或风扇盘,它的作用是将空气吸入发动机。

风扇级的叶片通常有可调节的角度,可以根据飞行速度和高度来调节进气量和效率。

风扇级的叶片也可以起到减少噪音的作用,因为它们可以将高速的气流分散成多个低速的气流,从而降低气流的湍流程度和声压级。

进入发动机的空气有一部分(约15%~30%)进入内涵道,也就是发动机的核心部分,用于燃烧和驱动涡轮;另一部分(约70%~85%)进入外涵道,也就是发动机的外围部分,用于产生推力和冷却。

2. 压缩进入内涵道的空气首先经过一系列的压气机级,每一级都由一组转子叶片和一组定子叶片组成。

转子叶片由涡轮驱动,定子叶片固定在发动机壳体上。

当空气流过转子叶片时,受到叶片的旋转力,速度和动压增加,同时方向改变;当空气流过定子叶片时,受到叶片的导流作用,方向再次改变,同时速度和动压减小,压力和温度增加。

这样,空气在经过多级的压气机后,被压缩成高压高温的气体,为燃烧提供了必要的条件。

3. 燃烧压缩后的空气进入燃烧室,与喷射的燃油混合,然后在点火器的点燃下发生燃烧。

燃烧室的设计要求能够保证空气和燃油的充分混合,燃烧的稳定和高效,以及温度的均匀分布。

燃烧室通常有环形、管束形、反射形等结构,内壁有多个喷嘴和冷却孔,以控制燃油的喷射和空气的流动。

燃烧室的出口处有一组扩散器,用于将燃烧后的高温高压气体扩散成低速低压的气流,以便进入涡轮。

4. 膨胀燃烧后的气体进入涡轮,推动涡轮旋转。

涡轮的作用是将气体的压力能和热能转化为机械能,从而驱动压气机和风扇级。

涡轮通常由高压涡轮和低压涡轮组成,高压涡轮驱动高压压气机,低压涡轮驱动低压压气机和风扇级。

涡轮的叶片通常采用高温合金或陶瓷等材料制造,具有高强度和高耐热性,同时也需要良好的冷却系统,以保证涡轮的正常工作。

飞机发动机涡喷-涡扇发动机技术简介

飞机发动机涡喷-涡扇发动机技术简介

飞机发动机---涡喷/涡扇发动机技术简介—航空发动机技术;燃气轮机技术——发动机;涡喷发动机;涡扇发动机定义与概念:涡喷发动机---在单个流道内,涡轮出口燃气直接在喷管中膨胀,使燃气可用能量转变为高速喷流的动能而产生反作用力的发动机称涡喷发动机.涡扇发动机---核心机出口燃气在低压涡轮中进一步膨胀做功,用于带动外涵风扇,使外涵气流的喷射速度增大,剩下的可用能量继续在喷管中转变为高速喷流的动能。

国外概况:涡喷/涡扇发动机是军用战斗机/攻击机、轰炸机、教练机和民用客机的主要动力。

半个多世纪以来,涡喷/涡扇发动机的性能提高很大。

服役中的战斗机发动机推重比从2提高到7-8,正在研制中的达9-10,并即将投入使用。

民用大涵道比涡扇发动机的最大推力已超过40000daN,巡航耗油率从50年代涡喷发动机1.0kg/(daN/h)下降到0.55kg/(daN/h)。

在性能提高的同时,发动机可靠性和耐久性也有很大改善。

军用发动机空中停车率一般为0.2-0.4/1000发动机飞行小时,民用发动机为0.002-0.02/1000发动机飞行小时。

军用发动机热端零件寿命为2000h,民用发动机为20000-30000 h。

美国在80年代初组织有关专家对2000年航空技术预测的结果,认为在气动热力学、耐高温轻重量材料和新结构设计以及控制技术方面已取得的和将要取得的巨大进步,为在保持已经达到的可靠性和耐久性水平上大幅度提高航空发动机性能提供了可靠的技术基础。

后来,美国空军发起综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划。

空军、海军、陆军、美国国防部预研局、NASA和七家主要发动机制造商都参与了这项计划。

计划总的目标是到2003年使航空推进系统能力翻一番,即推重比或功率重量比增加100%-120%,耗油率下降30%-40%。

生产和维修成本降低35%-60%。

为了同美国竞争,以英国为主,意大利和德国参与共同实施了先进核心军用发动机计划的第二阶段(ACME-Ⅱ),英国和法国又联合实施了先进军用发动机技术(AMET)计划。

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航空涡扇发动机的工作原理•发表于:2014-01-21 21:57:40•作者:江山红红发短信加好友更多作品级别:上将积分:118791航空喷气发动机主要有两种,一种是涡喷发动机,一种是锅扇发动机。

在这里主要介绍大家关心的涡扇发动机的工作原理。

涡扇发动机是喷气发动机的一个分支,从血缘关系上来说,涡扇发动机应是涡喷发动机的变种。

从结构上看,涡扇发动机是在涡喷发动机之前加装了风扇。

这几叶风扇却把涡喷发动机与涡扇发动机严格的区分开来。

正是这几叶风扇,让涡扇发动机青出于蓝而胜于蓝。

研制涡扇发动机,首先是要确定它的总体结构。

简单的讲,主要是发动机的转子数目多少。

目前涡扇发动机所采用的总体结构无非是三种,一是单转子、二是双转子、三是三转子。

其中单转子的结构最为简单,整个发动机只有一根轴,风扇、压气机、涡轮全都在这一根轴上。

结构简单尽管研制难度低,省钱!但要付出性能差的代价。

从理论上讲:单转子结构的涡扇发动机的压气机,可以作成任意多的级数,以期达到一定的增压比。

可是由于单转子的结构限制,使其风扇、低压压气机、高压压气机、低压涡轮、高压涡轮必须都安装在同一根主轴之上,在工作时,它们就必须要保持相同的转速,问题也跟着出来了。

当单转子的发动机在工作时,如果其转速突然下降时,压气机的高压部分,就会因为得不到足够的转速,而效率严重下降;在高压部分的效率下降的同时,压气机低压部分的载荷就会急剧上升,当低压压气机部分超载运行时,就会引起发动机的振喘。

在正常的飞行中,发动机发生振喘是决对不允许的。

因为发动机发生振喘,会严重危及飞机的安全。

为了解决低压部分在工作中的过载,只好在压气机前加装导流叶片和在压气机的中间级上进行放气,即放掉一部分以经被增压的空气来减少压气机低压部分的载荷。

但这样一来发动机的效率就会大打折扣,而且这种放掉增压气的作法在高增压比的压气机上的作用也不是十分的明显。

更要命的问题发生在风扇上,由于风扇必须和压气机同步,受压气机的高转数所限,单转子涡扇发动机只能选用比较小的函道比。

为了提高压气机的工作效率和减少发动机在工作中的振喘,人们想到了用双转子来解决问题,即让发动机的低压压气机和高压压气机工作在不同的转速之下。

这样低压压气机与低压涡轮联动形成了低压转子,高压压气机与高压涡轮联动形成了高压转子。

低压转子的转速可以相对低一些。

因为压缩作用,在压气机内的空气温度升高,其作用力随着空气温度的升高而增大。

高压转子的转速可以设计的相对高一些,转速提高了,其高压转子的直径就可以做得小一些,这样在双转子的喷气发动机上就形成了一个“蜂腰”,而发动机的一些附属设备比如燃油调节器、起动装置等等就可以装在这个“蜂腰”的位置上,以减少发动机的迎风面积降低飞行阻力。

一般来说双转子发动机的的高压转子的重量比较轻,起动惯性小,所以人们在设计双转子发动机的时候都只把高压转子设计成用启动机来驱动,这样和单转子发动机相比双转子的启动也比较容易,启动的能量也要求较小,启动设备的重量也就相对降低。

然而双转子结构的涡扇发动机也并不是完美的。

在双转子结构的涡扇发动机上,由于风扇要和低压压气机联动,风扇和低压压气机就必须要互相将就一下对方。

风扇为将就压气机而必需提高转数,这样直径相对比较大的风扇所承受的离心力和叶尖速度也就要大,巨大的离心力就要求风扇的重量不能太大,在风扇的重量不能太大的情况下风扇的叶片长度也就不能太长,风扇的直径小下来了,函道比自然也上不去,而实践证明函道比越高的发动机推力也就越大,而且也相对省油。

而低压压气机为了将就风扇也不得不降低转数,降低了压气机的转数压气机的工作效率自然也就上不去,单级增压比降低的后果是不得不增加压气机风扇的级数来保持一定的总增压比。

这样压气机的重量就很难得以下降。

为了解压气机和风扇转数上的矛盾。

人们很自然的想到了三转子结构,所谓三转子就是在二转子发动机上又了多了一级风扇转子。

这样风扇、高压压气机和低压压气机都自成一个转子,各自都有各自的转速。

三个转子之间没有相对固定的机械联接。

如此一来,风扇和低压转子就不用相互的将就行事,而是可以各自在最为合试的转速上运转。

设计师们就可以相对自由的来设计发动机风扇转速、风扇直径以及函道比。

而低压压气机的转速也可以不受风扇的肘制,低压压气机的转速提高之后压气的的效率提高、级数减少、重量减轻,发动机的长度又可以进一步缩小。

但和双转子发动机相比,三转子结构的发动机的结构进一步变的复杂。

三转子发动机有三个相互套在一起的共轴转子,因而所需要的轴承支点几乎比双转子结构的发动机多了一倍,而且支撑结构也更加的复杂,轴承的润滑和压气机之间的密闭也更困难。

三转子发动机比双转子发动机多了很多工程上的难题,可是英国的罗·罗公司还是对他情有独钟,因为在表面的困难背后还有着巨大的好处,罗罗公司的RB-211上用的就是三转子结构。

转子数量上的增加换来了风扇、压气机、涡轮的简化。

三转子RB-211与同一技术时期推力同级的双转子的JT-9D相比:JT-9D的风扇页片有46片,而RB-211只有33片;压气机、涡轮的总级数JT-9D有22级,而RB-211只有19级;压气机叶片JT-9D有1486片,RB-211只有826片;涡轮转子叶片RB211也要比JT9D少,前者是522片,而后者多达708片;但从支撑轴承上看,RB-211有八个轴承支撑点,而JT9D只有四个。

涡扇发动机的外函推力完全来自于风扇所产生的推力,风扇的的好坏直接的影响到发动机的性能,这一点在高函道比的涡扇发动机上由是。

涡扇发动机的风扇发展也经历了几个过程。

在涡扇发动机之初,由于受内函核心机功率和风扇材料的机械强度的限制,涡扇发动机的函道比不可能作的很大,比如在涡扇发动机的三鼻祖中,其函道比最大的CJ805-23也不过只有1.5而以,而且CJ805-23所采用的风扇还是后独一无二的后风扇。

在前风扇设计的二款发动机中JT3D的函道比大一些达到了1.37。

达到如此的函道比,其空气总流量比也比其原型J-57的空气流量大了271%。

空气流量的加大发动机的迎风面积也随之变大。

风扇的叶片也要作的很长。

JT3D 的一级风扇的叶片长度为418.2毫米。

而J57上的最长的压气机叶片也就大约有二百毫米左右。

当风扇叶片变的细长之后,其弯曲、扭转应力加大,在工作中振动的问题也突现了出来。

为了解决细长的风扇叶片所带来的麻烦,普惠公司采用了阻尼凸台的方法来减少风扇叶片所带来的振动。

凸台位于距风扇叶片根处大约百分之六十五的地方。

JT3D发动机的风扇部分装配完成之后,其风扇叶上的凸台就会在叶片上连成一个环形的箍。

当风扇叶片运转时,凸台与凸台之间就会产生摩擦阻尼以减少叶片的振动。

加装阻尼凸台之后其减振效果是明显的,但其阻尼凸台的缺点也是明显的。

首先他增加了叶片的重量,其次他降底了风扇叶片的效率。

而且如果设计不当的话当空气高速的流过这个凸台时会发生畸变,气流的畸变会引发叶片产生更大的振动。

而且如果采用这种方法由于叶片的质量变大,在发动机运转时风扇本身会产生更大的离心力。

这样的风扇叶片很难作的更长,没有更长的叶片也就不会有更高的函道比。

而且细长的风扇叶片的机械强度也很低,在飞机起飞着陆过程中,发动机一但吸入了外来物,比如飞鸟之类,风扇的叶片会更容易被损坏,在高速转动中折断的风扇叶片会像子弹一样打穿外函机匣酿成大祸。

解决风扇难题一个比较完美的办法是加大风扇叶片的宽度和厚度。

这样叶片就可以获得更大的强度以减少振动和外来物打击的损害,而且如果振动被减少到一定程度的话阻尼凸台也可以取消。

但更厚重的扇叶其运转时的离心力也将是巨大的。

这样就必需要加强扇叶和根部和安装扇叶的轮盘。

但航空发动机负不起这样的重量代价。

风扇叶片的难题大大的限制了涡扇发动机的发展。

更高的转数、高大的机械强度、更长的叶片、更轻的重量这样的一个多难的问题最终在八十年代初得到了解决。

1984年10月,RB211-535E4挂在波音七五七的翼下投入了使用。

它是一台有着跨时代意义的涡扇发动机。

让它身负如此之名的就是他的风扇。

罗·罗公司用了创造性的方法解决了困扰大函道比涡扇发动机风扇的多难问题。

新型发动机的风扇叶片叫作“宽弦无凸肩空心夹层结构叶片”。

故名思意,新型风扇的叶片采用了宽弦的形状来加大机械强度和空心结构以减少重量。

新型的空心叶片分成三个部分:叶盆、叶背、和叶芯。

它的叶盆和叶背分别是由两块钛合金薄板制成,在两块薄板之间是同样用钛合金作成的蜂窝状结构的“芯”。

通过活性扩散焊接的方法将叶盆、叶背、叶芯连成一体。

新叶片以极轻的重量获得了极大的强度。

这样的一块钛合金三明治一下子解决了困扰航空动力工业几十年的大难题。

新型风扇不光是重量轻、强度大,而且因为他取消了传统细长叶片上的阻尼凸台他的工作效率也要更高一些。

风扇扇叶的数量也减少了将近三分之一,RB211-535E4发动机的风扇扇叶只有二十四片。

1991年7月15日新型宽弦叶片经受了一次重大的考验。

印度航空公司的一架A320在起飞阶段其装备了宽弦叶片的V-2500涡扇发动机吸入了一只5.44千克重的印度秃鹫!巨鸟以差不多三百公里的时速迎头撞到了发动机的最前端部件--风扇上!可是发动机在遭到如此重创之后仍在正常工作,飞机安全的降落了。

在降落之后,人们发现V-2500的22片宽弦风扇中只有6片被巨大的冲击力打变了形,没有一片叶片发生折断。

发动机只在外场进行了更换叶片之后就又重新投入了使用。

这次意外的撞击证明了“宽弦无凸肩空心夹层结构叶片”的巨大成功。

解决宽弦风扇的问题并不是只有空心结构这一招。

实际上,当风扇的直径进一步加大时,空心结构的风扇扇叶也会超重。

比如在波音777上使用的GE-90涡扇发动机,其风扇的直径高达3.142米。

即使是空心蜂窝结构的钛合金叶片也会力不从心。

于是通用动力公司便使用先进的增强环氧树脂碳纤维复合材料来制造巨型的风扇扇叶。

碳纤维复合材料所制成的风扇扇叶结构重量极轻,而强度却是极大。

可是在当复合材料制成的风扇在运转时遭到特大鸟的撞击会发生脱层现像。

为了进一步的增大GE-90的安全系数,通用动力公司又在风扇的前缘上包覆了一层钛合金的蒙皮,在其后缘上又用“凯夫拉”进行缝合加固。

如此以来GE-90的风扇可谓万无一失。

当高函道比涡扇发动机的风扇从传统的细长窄弦叶片向宽弦叶片过渡的时候,风扇的级数也经历了一场从多级风扇到单级风扇的过渡。

在涡扇发动机诞生之初,由于风扇的单级增压比比较低只能采用多级串联的方式来提高风扇的总增压比。

比如JT3D的风扇就为两级,其平均单级增压比为1.32,通过两级串联其风扇总增压比达到了1.74。

多级风扇与单级风扇相比几乎没有优点,它重量大、效率低,其实它是在涡扇发动机的技主还不十分成熟的时候一种无耐的选择。

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