涡桨发动机-7

进气装置 燃气发生器
排气装置
减速器 燃油喷嘴 螺旋桨
自由涡轮
措施：在易结冰处加防冰装置。常见有两种： 电加温防冰：利用飞机电源对安装在发动机防冰部位的电
热元件通电加温。 惯性防冰：通过改变气流的流动方向，利用离心力将气流
中的冰块、水分、外来物等分离出去，防止进入发动机，达到防冰目 的。这种防冰不需要消耗发动机的能量，但气流损失较大。
双轴式涡桨发动机除具有双转子发动机通常的 优点外，还可减轻减速器负荷，这是由于低压转子转速较 低，减速比减小的缘故；同时双轴式涡桨发动机便于调节， 便于启动。
螺 旋 桨
低 压 压 气 机
高 压 压 气 机
高低 压压 涡涡 轮轮
减
速
器
＊ 双转子发动机的特点
要提高发动机的推力和经济性，必须提高发动机的增压比。 但增压比提高后将影响单转子发动机的工作稳定性。而采用双转 子发动机可有效解决这一矛盾。目前民用飞机上使用燃气涡轮发 动机基本上都采用双（三转子）结构，下面简单阐述一下双转子 发动机的特点。
进气装置
燃气发生器
排气装置
减速器 螺旋桨
燃油喷嘴
自由涡轮
涡桨发动机的基本组成与涡喷一样，只是涡轮还要通过减速器带动螺旋桨。减速比一般为5～15
涡桨发动机可根据发动机转子的数量分为单轴式和 双轴式。
单轴式涡桨发动机：螺旋桨与发动机共为一个轴， 这种发动机结构较为简单，但发动机工作效率低，发动机与 螺旋桨工作的协调性不好，性能较差，常用在早期的涡桨发 动机上，如Wj5AI发动机。
双转子轴流压气机
b.双转子发动机的性能特点
双转子发动机的工作与单转子发动机的工作 是一样的，只是整台压气机的增压比是两部分压气机增 压比的乘积。双转子发动机主要有以下几个性能特点。
（1）发动机的稳定工作范围大 当发动机的工作状态变化后，两个转子可以
自动调整转速使之在各自合适的转速下工作，这样使压 气机内部气流不易分离，则压气机不易进入喘振。
双轴式涡桨发动机：又可分为自由涡轮式和非自 由涡轮式。自由涡轮式涡桨发动机的高压涡轮用来带动压 气机,也叫压气机涡轮或燃气发生器涡轮；低压涡轮通过 减速器带动螺旋桨，所以也叫动力涡轮或自由涡轮。
目前民航机上的涡桨发动机多为——双轴自由涡轮结构。
高低
螺 旋 桨
压压 涡涡 轮轮
器减
压气机
速
非自由涡轮式：涡桨发动机的低压涡轮除带动 低压压气机外，还经减速器带动螺旋桨。
涵道比——外涵空气流量与内涵空气流之比。涵道比降低为零时，涡扇就等同于涡喷了。
涡桨发动机
螺旋桨 进口
燃油喷嘴
涡轮
高温燃气
变速器
压气机
燃烧室
喷口
涡桨相当于把涡扇的围壳去掉，核心发动机只产生极少的推力，主要推力有螺旋桨产生。
喷气发动机的基本工作原理是燃气燃烧产生热，空气受热膨胀，高压空气向后喷射而出， 形成推力。这是纯喷气发动机的情况。要是涡扇，一部分喷气的动能转化为机械能，驱动风扇 产生额外的推力。要是涡桨，基本上绝大部分喷气的动能都转化为机械能，驱动螺旋桨产生推 力。
1 . 涡桨发动机的基本组成及工作
组成包括减速器、进气装置、燃气发生器(压气机、燃烧 室、压气机涡轮)、动力(自由)涡轮和排气装置。由于涡桨发动 机进、排气速度不高，进气道和喷管已经退化为进气装置和排 气装置。
进气装置
燃气发生器
排气装置
减速器 螺旋桨
燃油喷嘴
自由涡轮
涡桨发动机工作时，螺旋桨后的部分空气从进气装置进入发动机。 在压气机中受到压缩，P气体、T气体提高。然后在燃烧室中与燃油混合 燃烧，形成高温、高压燃气。燃气在涡轮中充分膨胀，将大部分燃气 的可用能量转换成涡轮机械功。涡轮带动压气机和经减速器带动螺旋 桨转动，通过螺旋桨产生拉力。最后燃气从排气装置中排出，产生部 分推力。
在飞机进入结冰区以前或在一定的大气温度以下，飞行员 应及时接通发动机防冰装置，防止发动机结冰。
： 电热防冰
玻璃布层 整流罩
：惯性防冰
电热元件
正常位 防冰，除尘位
（2） 压气机
功用：提高P空气，为燃气膨胀作功创造条件，从而提高热 效率，改善发动机经济性，↑N.
（2）压气机效率较高
由于压气机内部气流不易分离，提高了压 气机的效率，特别是慢车时的效率比单转子高得多，这 样双转子发动机慢车时的涡轮前燃气温度比单转子发动 机的要低得多。因此双转子发动机多用慢车转速冷、暖 机，而单转子发动机用中转速冷、暖机。
（3）具有良好的启动性和加速性
启动双转子发动机时，通常启动机只带动 高压转子，因而启动容易，而且对启动机功率要求小。 此外，由于双转子发动机稳定工作范围宽，慢车转速时 涡轮前T燃气低，加速时可适当喷燃油，增加涡轮功率， 因而改善了加速性。
涡喷是纯喷气发动机，进气通过核心发动机膨胀做功，然后从尾 部喷出，产生全部推力。
涡扇发动机
进口
燃油喷嘴
涡轮
高温燃气
主气流
压气机
燃烧室
喷口
涡扇在涡喷前加一级（或多级)风扇，风扇驱动气流大部分从外涵道绕过核心发动 机（也称内涵道），燃后和通过核心发动机喷出的气流混合，两者共同产生推力。涡 扇比涡喷省油。
2.涡桨发动机主要部件的工作
（1） 进气装置
功用：确保空气顺利进入发动机。由于螺旋桨的安装，使 涡桨发动机的进气装置结构多种多样。飞行中在一定的大气条件下， 涡桨发动机进气装置的进气口等部位可能出现结冰。发动机结冰后， 使空气流量↓、N ↓ ，经济性变差，发动机结冰严重时，压气机 容易喘振，还可能导致发动机超温。
三、航空涡轮螺旋桨动力装置
航空涡轮螺旋桨动力装置由涡桨发动机 和螺旋桨系统组成。涡桨发动机是20世纪50年代， 人们在涡喷发动机的基础上研制出来的。因其起 飞推进力大，中、低速时工作效率高，所以广泛 应用在中、低速的运输机、轰炸机和支线民航机 上。
涡喷发动机
进口
燃油喷嘴
涡轮
高温燃气
压气机
燃烧室
喷口
增压比——压气机出口气流总压与压气机进口总压之比
a.双转子发动机的结构特点
双转子发动机的部件与单转子发动机一样，但压气机和涡轮分为两部分。前 面几级压气机叫低压压气机，通过低压轴由后面级的低压涡轮带动并组成低压转 子。后几级压气机叫高压压气机，通过套在低压轴外面的高压轴由前面级的高压 涡轮带动，并形成高压转子。低压转子与高压转子无机械联系，只有气动联系， 因此两个转子转速不同，一般高压转子转速大于低压转子转速。