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氣體壓力能轉換為機械能，同時氣體劇烈膨脹，溫度可降到接近0 0C，甚至低于0aC。在軸
    上篇飛機結構與機械系統281
的另一端固定著風扇（或壓氣機）作為負載，
當渦輪轉動時，風扇消耗渦輪功率，防止渦輪
空載超速。負載的大小在一定程度上決定了渦
輪的制冷功率和效率。
    2)渦輪冷卻器軸承
    在空氣循環制冷系統中，可靠性最薄弱的
環節是渦輪冷卻器。由于渦輪冷卻器通常是在
極高轉速下工作，因此軸承壽命往往成為整個
渦輪冷卻器使用壽命的關鍵。
    傳統的渦輪冷卻器都是采用油潤滑的滾動
軸承，這除了要求軸承本身具有極高的制造
精度及良好的材料外，在渦輪冷卻器的日常
使用維護中還要注意進行定期維護，適當地
進行潤滑與冷卻，要注意檢查油面并按需加油，
種損壞情況，甚至軸承出現過熱而燒壞。另外，
沙塵的影響。
圖6.3 -8渦輪冷卻器的基本結構
若潤滑或冷卻不當會出現前面所述的各
軸承易受污染物影響，如供氣中的水和
    為解決這些難題，許多現代高性能飛機的空調系統中的渦輪冷卻器都采用了空氣軸承，
這不但減少了日常維護中的工作量，而且也大大提高了渦輪冷卻器的壽命和轉速。
    圖6.3 -9所示為一種箔片式空氣動壓軸承。軸承用薄的箔片材料制成，在工作時無需
外部供壓，依靠氣體的粘性，旋轉的軸將氣體帶人由軸和箔片之間形成的一個收斂楔。它將
氣體的動壓頭變成壓為，形成有托起壓力的氣膜，支持軸的旋轉。
箔片
彈簧組
推力軸承
背板  箔片組合件
    箔片殼體
    組裝箔片
的箔片
軸頸軸承
圖6.3 -91箔片式空氣動壓軸承
    這種軸承的特點是壽命長，工作可靠，即使發生故障，對轉子也不會產生破壞性的影
響，而且它不需要潤滑，其負載能力隨轉速增大而提高。相對于普通滾珠軸承，空氣軸承還
有以下優點：
282渦輪發動機飛機結構與系統
    ①高轉速性能好，高低溫工作范圍大
    空氣軸承中用空氣取代了普通軸承中的液體潤滑油’，由于空氣粘度只有普通潤滑油的千
分之一，所以它的摩擦力很小，極宜做高速轉動；普通潤滑油在高溫下要分解、變質甚至被
燒掉，在低溫下又會凝固，而空氣軸承的工作溫度范圍則遠遠大于普通軸承。
    ②結構簡單，維護方便
    空氣軸承去掉了原結構中的潤滑、冷卻、貯油等部分，使零件數量大大減少；不再需要
定期加油，徹底解決了漏油的污染問題。
    3)渦輪冷卻器類型
    按負載的不同，渦輪冷卻器分為三
  類：渦輪風扇式、渦輪壓氣機式和渦輪壓
風氣機風扇式（三輪式）。渦輪風扇式渦輪
    扇作為吸收渦輪功率的負載；
魯糞器翟囂渦輪冷卻器以壓氣機作為吸
  收渦輪功率的負載，應用于升壓式空氣循
風環冷卻系統，這種渦輪冷卻器也稱為升壓
寶式渦輪；在三輪式空氣循環冷卻系統中，
口采用風扇和壓氣機作為渦輪的負載。
    圖6.3- 10所示為三輪式渦輪冷卻
囂器。它包括一個單軸的轉動組合件，上面
進安裝有壓氣機、渦輪和風扇，由空氣軸承
口支撐這個旋轉組件。渦輪在轉動軸的一
    端，風扇在軸的另一端，壓氣機位于渦輪
    圖6.3 -10三輪式渦輪冷卻器    和風扇之間。
    氣流流過主熱交換器進入離心武壓氣
機，壓氣機壓縮氣體提高了氣體的壓力和溫度，隨后氣體經次級熱交換器進入渦輪，在渦輪
內氣體膨脹，產生動力驅動壓氣機和風扇轉動，由于氣體消耗內能對渦輪做功，使氣體溫度
進一步降低。在空中，風扇協助沖壓空氣流動；在地面沒有沖壓空氣情況下，由風扇提供所
有的冷卻氣流。
    3．空氣循環制冷系統類型
    根據系統中采用的渦輪冷卻器的類型，空氣循環制冷系統可分為三種類型：渦輪風扇式
（簡單式）制冷系統、渦輪壓氣機式（升壓式）制冷系統和渦輪壓氣機風扇式（三輪式）
制冷系統。
    (1)簡單式制冷系統
    渦輪風扇式空氣循環制冷系統又稱為簡單式制冷系統，其原理如圖6.3 -11所示。由發
動機壓氣機或座艙增壓器引出的高溫高壓空氣，先經過初級熱交換器和第二級熱交換器冷
卻，然后在渦輪中膨脹降溫，供向混合室。系統中，渦輪、初級和第二級熱交換器串聯在一
　
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