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時間:2018-03-04 19:53來源:中國航空網 作者:中國航空
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航空發動機工作時,首先空氣經過進氣道進入發動機,經過低壓壓氣機(LPC)的首輪增壓之后被輸送到高壓壓氣機(HPC),再次進行增壓。

現代民用噴氣式發動機的增壓比最高可以達到45以上。

接著,經過增壓的空氣在燃燒室內實現油氣的混合點燃。

2、油氣混合點燃

在發動機的燃燒室內,安裝著一個燃油霧化裝置。

這個燃油霧化裝置會通過負反饋閉環自動控制,根據進入到燃燒室內壓縮空氣的量來調節所需霧化燃油的量,防止出現貧油燃燒和富油燃燒,從而保證發動機高效率地工作。

燃燒室可以分為三種,管形燃燒室、環形燃燒室和管環形燃燒室。

管形燃燒室是指圍繞主軸環形排列的圓筒狀燃燒室結構,這種構型的燃燒室結構分散,燃燒效率不高。

后來又發展出一種環形燃燒室,這種燃燒室的構型緊湊,但是整個流體環境不如管形燃燒室,所以最終發展出了兼顧二者優點的管環形燃燒室。

(發動機管環形燃燒室)

3、做功排氣

從燃燒室排出的高溫高壓燃氣,首先流經高壓渦輪(HPT),在高溫高壓燃氣的帶動下,高壓渦輪迅速旋轉并且帶動高壓轉子(N2)。高壓轉子會帶動高壓機壓氣機葉片,使其持續壓縮空氣,保證整個做功循環的持續進行。

此時,高溫高壓的燃氣會繼續流向低壓渦輪(LPT),使其旋轉做功,并帶動低壓轉子(N1)轉動,而低壓轉子會帶動低壓級壓氣機持續進行空氣壓縮,完成一個完整的做功循環。

這就是目前最常用的雙轉子噴氣式發動機的基本工作原理。

(雙轉子發動機原理)

流出低壓壓氣機的廢氣會經過尾噴口排到大氣中去,軍用發動機通常會在此段加裝加力燃燒室,讓未充分燃燒的燃氣與噴入的燃油再次混合燃燒,從而在短時間內提高發動機的推力。

流經尾噴口的燃氣出口溫度(EGT)是衡量發動機運行狀態是否正常的一個很重要的參數。通常發動機燃氣出口溫度超溫,即表明發動機內部出現故障。

(三)大飛機發動機研制,究竟難在哪?

上面我們說了這么多,為什么中國要造民用航空發動機這么困難呢?這就不得不提到現代噴氣式發動機的兩個研制難點,第一是控制,第二是材料。

1、控制問題

(渦扇發動機發動機氣流控制)

噴氣式發動機的控制主要分為兩個方面,第一是壓力的控制,第二是溫度的控制。

例如,如何提高高壓壓氣機出口的壓力,從而提高壓氣機的增壓比?如何提高從尾盤口排出燃氣的溫度和壓力,從而使發動機具有更強勁的推力?如何降低低壓渦輪的排氣溫度,從而提高發動機的整體效率?如何防止發動機的喘振?
 
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本文鏈接地址:國產發動機研發順利 將于2022年列裝C919(2)

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