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的減少,燃燒效率提高。
缺點:制造費用高,拆卸困難和耗費時間。
第十七章動力裝置
5.渦輪
(1)功用:
從燃燒室出來的燃氣中吸收能量,并將其膨脹到較低
的壓力和溫度,產生扭矩。
實際就是將熱燃氣的能量轉換成機械能為驅動壓氣機
和附件提供功率。在渦輪螺旋槳、渦輪風扇和渦輪軸發動
機它還為螺旋槳、風扇和旋翼提供軸功率。
渦輪是高溫高壓燃氣作用下旋轉做功的部件,由靜子
和轉子組成,能量交換方式與壓氣機正好相反。
第十七章動力裝置
第十七章動力裝置
渦輪
第十七章動力裝置
第十七章動力裝置
第十七章動力裝置
6.噴管
(1)功用:
噴管的主要功用:是使從渦輪流出的燃氣膨脹,加速,
以一定的速度和要求的方向排入大氣,得到需要的推力。
在渦輪噴氣,渦輪風扇發動機中排氣流的速度和壓力產生
推力;
在渦輪螺旋槳發動機中,排氣流只提供少量的推力,大部
分能量已經由渦輪吸收,用來驅動螺旋槳。
第十七章動力裝置
6.噴管
第十七章動力裝置
第十七章動力裝置
根據牛頓第三定律:作用力等于反作用力,作用在飛機
上的推力等于氣體排出時所用的力。
由牛頓第二定律:
2 1 2 1 F ma m v v / t m/ t v v
噴氣發動機的原理
式中:m是噴出的燃氣的質量;
v2是燃氣噴出時的速度;
v1是飛機的速度。
第十七章動力裝置
以空氣作為工質:
1、進氣道將所需的外界空氣以最小的流動損失送到壓氣機;
2、壓氣機通過高速旋轉的葉片對空氣壓縮作功,提高空氣的
壓力;
3、空氣在燃燒室內和燃油混合燃燒,將燃料化學能轉變成熱
能,生成高溫高壓的燃氣;
4、燃氣在渦輪內膨脹,將燃氣熱能轉變為機械能,驅動渦輪
旋轉,帶動壓氣機;
5、燃氣在噴管內繼續膨脹,加速燃氣,燃氣以較高速度排
出,產生推力。
產生高溫高壓燃氣的裝置稱為:燃氣發生器
(2)工作過程
第十七章動力裝置
(1)組成
2.渦輪螺旋槳發動機
由航空燃氣輪機、螺旋槳、減速器組成,它的結構特
點是在渦噴發動機的基礎上加了一個螺旋槳和減速器。
螺旋槳
減速器
第十七章動力裝置
螺旋槳推進和噴氣推進
第十七章動力裝置
由于渦輪軸轉速遠高于螺旋槳的工作轉速,它們之間裝
有減速器。
減速器:使螺旋槳在較低的轉速下工作;使發動機在高速下
工作,雙方都使整臺發動機具有較高的效率。
在渦輪螺槳發動機,渦輪輸出功率帶動螺旋槳,使其產生
拉力;
從噴管噴出的燃氣產生的推力對整個推進力占很小的份
額。
螺旋槳可由壓氣機軸直接驅動或由自由渦輪軸驅動。
第十七章動力裝置
①空氣通過進氣道進入發動機
②壓氣機將空氣壓縮
③高壓空氣進入燃燒室和燃油混合燃燒將化學能轉變為熱
能形成高溫高壓燃氣
④高溫高壓燃氣在渦輪膨脹,推動渦輪旋轉帶動壓力機和
螺旋槳。
⑤大量空氣流過螺旋槳,其速度增加使螺旋槳產生很大拉
力。
(2)工作過程
第十七章動力裝置
①渦輪輸出的功率大于壓氣機所消耗的功率,大出的部分
傳給螺旋槳
②渦槳發動機的總推力由兩部分組成:
螺旋槳產生的拉力,占85∽90%
反作用推力,占10∽15%
③在一定亞音速范圍內,具有較好的經濟性, 發動機工
作效率比渦輪噴氣發動機高的多。
④螺旋槳是對大量的空氣施加相對小的加速產生拉力;渦
噴發動機是對較小量的空氣施加相對大的加速產生推
力。
(3)特點
速度一般800公里/小時以下,適用于中速客機和支線客機
第十七章動力裝置
渦扇發動機由進氣道、風扇、壓氣機、燃燒室、渦
輪、尾噴管組成。壓氣機有低壓壓氣機和高壓壓氣機,渦
輪也有高壓渦輪和低壓渦輪。
(1)組成
3.渦輪風扇發動機
第十七章動力裝置
渦輪風扇發動機
渦扇發動機組合了渦輪噴氣和渦輪螺槳發動機的優點。
第十七章動力裝置
主要機件
CFM56-7發動機
第十七章動力裝置
空氣流經風扇后分成兩路:
一路是內涵氣流,空氣繼續經壓氣機壓縮,在燃燒室和燃
油混合燃燒,燃氣經渦輪和噴管膨脹,燃氣以高速從尾
噴口排出,產生推力;
另一路是外涵氣流,流經風扇后的空氣直接通過管道排到
機外(短外涵)或者一直流到尾噴口同內涵氣流混合或
分別排出(長外涵)
(2)工作過程
外涵道與內涵道的流量之比,叫做涵道比,也叫流量比。
風扇它可由單獨的渦輪驅動(如三轉子發動機),也
可是低壓渦輪驅動的低壓壓氣機的第1級(如雙轉子發動
機)。
第十七章動力裝置
長外涵
短外涵
第十七章動力裝置
涵道比越大,流量越大,推力大
效率高,適合高亞音速(M=0.8-0.9)飛行
噴氣噪音低,風扇噪音大
推力由內涵和外涵共同產生,風扇是產生推力的主要部
件。
目前,民航運輸機廣泛采用高涵道比的渦扇發動機,保證足
夠的推力和良好的經濟性。
渦扇式發動機特點
第十七章動力裝置
工作和構造上,渦輪軸發動機同渦輪螺槳發動機根
相近。它們都是由渦輪風扇發動機的原理演變而來,只
不過渦槳是將風扇變成了螺旋槳,而渦軸是將風扇變成
了直升機的旋翼。
(1)組成
4.渦輪軸發動機
渦輪軸發動機包括:燃氣發生器和自由渦輪。
自由渦輪和燃氣發生器渦輪只有氣動聯系,即流過燃
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A320飛機系統(33)