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1、涡轮轴等燃气涡轮航空发动机技术贴涡扇发动机的贴子本人以前发过了.现在本贴重点讨论涡轮喷气发动机和涡轮轴发动机下图就是涡喷发动机进气道压气机燃烧室涡轮机喷门由于涡轮喷气发动机的推进效率低，能量损失大，耗油率高，因此，为提高推进效率，在带动压气机的涡轮之后，又加一个涡轮，用来带动对内外涵道气体同时进行增压的压气机（通常叫做风扇）。这样的发动机，就叫做涡轮风扇发动机。流入涡轮风扇发动机的空气在风扇中增压后，一部分由燃气发生器中流过，称为内涵气流；一部分由围绕燃气发生器外壳的外涵中流过，称为外涵气流，发动机推力由内、外涵气流分别产生的推力组成。涡扇发动机具有耗油率低、起飞推力大、噪音低、迎风面积大等特
2、点，在现代飞机上得到广泛的应用。其中高推重比、带加力燃烧室的低流量比涡扇发动机，被作为空中优势战斗机的动力；而大流量比（）、大推力的涡扇发动机则用于大型宽体客机和战略远程巨型运输机上。下图就是涡扇发动机:进气道压气机燃烧室涡轮机喷口凤扇外涵道内涵道军用的涡扇发动机外涵道小了很多.结构上与上图基本相同.下图就军用与民用涡扇发动机对比图幷融丄r三轴端建式齬珂第却拾换飞薯动捉咫抽辕闽式内轉插舛总航飞岌场机（Jttjy錚出的憨呵勞谟合的蛤捕遠叫谶抵H讯汽武冊區曲哎拠中庄稣抵盛用压弋枫以下首先讨论涡轮轴发动机航空涡轮轴发动机r.収辅漏轮拙雯动桩用口由动挣祸轮眄:疗帘为力讯於涡轮轴发动机主要是用于直升机上
3、的，基本同于涡桨发动机，只是燃气发生器排出的燃气能量，几乎全部在动力涡轮中膨胀，由尾喷管排出时，气流速度较低，另外，它的输出轴转速较高，以减少由发动机传至直升机主减速器的传动扭矩，使输出轴的直径与重量较小。为此，有的涡轴发动机由动力涡轮轴直接输出功率，有的则装有减速较小的减速器，使输出轴转速高达6000-转8/0分0。涡0轮轴发动机也可以作为非航空领域中的动力。航空涡轮轴发动机，或简称为涡铀发动机，是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。法国是最先研制涡轴发动机的国家。50年代初，透博梅卡公司研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机，功率达到了，成为世界上第一
4、台直升机用航空涡轮轴发动机，定名为“阿都斯特一”一S首先装用这种发动机的直升机是美国贝尔直升机公司生产的编号为F于年进行了首飞。涡轴发动机的主要机件与一般航空喷气发动机一样，涡轴发动机也有进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气装置等五大机件，涡轴发动机典型结构如下图所示。JJI山锄伦/：涡轮轴发较机结袍进气装置由于直升机飞行速度不大，一般最大平飞速度在以下，故进气装置的内流进气道采用收敛形，以便气流在收敛形进气道内作加速流动，以改善气流流场的不均匀性。进气装置进口唇边呈圆滑流线，适合亚音速流线要求，以避免气流在进口处突然方向折转，引起气流分离，为压气机稳定工作创造一个好的进气环境。有的涡轴发动机
5、将粒子分离器与进气道设计成一体，构成“多功能进气道”，以防止砂粒进入发动机内部磨损机件或者影响发动机稳定工作，这种多功能进气道利用惯性力场，使含有砂粒的空气沿着一定几何形状的通道流动。由于砂粒质量较空气大，在弯道处使砂粒获得较大的惯性力，砂粒便聚集在一起并与空气分离，排出机外（见下图）。压气机的主要作用是将从进气道进入发动机的空气加以压缩，提高气流的压强，为燃烧创造有利条件。根据压气机内气体流动的特点，可以分为轴流式和离心式两种。轴流式压气机，面积小、流量大；离心式结构简单、工作较稳定。涡轴发动机的压气机，其结构形式几经演变，从纯轴流式、单级离心、双级离心到轴流与离心混装一起的组合式压气机。当
6、前，直升机的涡轴发动机大多采用的是若干级轴流加一级离心所构成的组合压气机。例如，国产涡轴、涡轴发动机为级轴流加级离心构成的组合压气机；“黑鹰”直升机上的发动机其压气机为级轴流加上级离心。压气机部件主要由进气导流器、压气机转子、压气机静子及防喘装置等组成。压气机转子是一个高速旋转的组合件，轴流式转子叶片呈叶栅排列安装在工作叶轮周围，离心式转子叶片则呈辐射形状铸在叶轮外部，见下图。压气机静于由压气机壳体和静止叶片组成。转于旋转时，通过转子叶片迫使空气向后流动，不仅加速了空气，而且使空气受到压缩，转于叶片后面的空气压强大于前面的压强。气流离开转于叶片后，进入起扩压作用的静于叶片。在静于叶片的通道、空
7、气流速降低，压强升高，得到进一步压缩。一个转子加一个静于称为一级。衡量空气经过压气机被压缩的程度，常用压缩后与压缩前的压强之比，即增压比来表示。增压比是评估压气机性能的重要指标。现代直升机装用的涡轴发动机，要求压气机的总增压比越来越高，有的已使增压比达到20，以使发动机获取尽可能高的热效率和轴功率。喘振是压气机的一种有害、不稳定工作状态。当压气机发生喘振时，空气流量、空气压力和速度发生骤变，甚至可能出现突然倒流现象。喘振的形成通常由于进气方向不适，引起压气机叶片中的气流分离并失速。喘振的后果，轻者降低发动机功率和经济性，重者引起发动机机械损伤或者使燃烧室熄火、停车。为防止发动机发生喘振，保证压
8、气机稳定可靠地工作，可在压气机前面采用角度可变的导流片，也可在压气机中部通道处设置放气装置。除了在发动机结构设计时要考虑采取防喘措施外，还要求飞行使用中注意避免因为操纵不当致使压气机发生喘振。燃烧室燃烧室是发动机内燃油与空气混合、燃烧的地方。燃烧室一般由外壳、火焰筒组成，气流进口处还设有燃油喷嘴，起动时用的喷油点火器也装在这里。燃烧室的工作条件十分恶劣，由于气体流速很高（一般流速为50一0之间，混合气燃烧如大风中点火，因此保持燃烧稳定至关重要。为了保证稳定燃烧，在燃烧室结构设计上采取气流分流和火焰稳定等措施见下图。经过压气机压缩后的高压空气进入燃烧室，被火焰筒分成内、外两股，大部分空气在火焰筒
9、外部，沿外部通道向后流动，起着散热、降温作用；小部分空气进入火焰筒内与燃油喷嘴喷出（或者甩油盘甩出）的燃油混合形成油气混合气，经点火燃烧成为燃气，向后膨胀加速，然后与外部渗入火焰筒内的冷空气掺合，燃气温度平均可达C,流速可达/m高温、高速的燃气从燃烧室后部喷出冲击涡轮装置。工作时，先靠起动点火器点燃火焰筒内的混合气，正常工作时靠火焰筒内的燃气保持稳定燃烧。由于燃烧室的零件工作在高温、高压下,工作中常出现翘曲、变形、裂纹、过热烧穿等故障,为此燃烧室采用热强度高、热塑性好的耐高温合金。按照燃气在燃烧室的流动路线,燃烧室可分为直流和回流式两种。直流燃烧室形状细且长,燃气流动阻力小,回流燃烧室燃气路线
10、回转,燃气流动阻力大,但可使发动机结构紧凑,缩短转于轴的长度,使发动机获得较大的整体刚度。图2234为国产祸轴8发动机的燃烧室,是介于以上两者之间的一种折流燃烧室,使燃气折流适应甩油盘甩出燃油的方向,以提高燃油雾化质量及燃烧室工作效率。涡轮涡轮的作用是将高温、高压燃气热能转变为旋转运动的机械能。它是涡抽发动机的主要机件之一,要求尺寸小、效率高。涡轮通常由静止的导向叶片和转动的工作叶轮组成。和压气机恰好相反,祸轮的导向叶片在前,工作叶片在后。从燃烧室来的燃气,先经过导向叶片、由于叶片间收敛形通道的作用,提高速度、降低压强,燃气膨胀并以适当的角度冲击工作叶轮，使叶轮高速旋转。现代涡轴发动机进入涡轮
11、前的温度可高达C,涡轮转速超过/r由于涡轮工作时要承受巨大的离心力和热负荷，所以涡轮一般选用耐高温的高强度合金钢，此外，还要为祸轮的散热和轴承的润滑进行周密设计。带粒子分离鄂的进弋道图2.2-30发动机结构图与一般涡轮喷气发动机不同，直升机用涡轴发动机的涡轮既要带动压气机转动，又要带动旋翼、尾桨工作。现在大多数涡轴发动机将涡轮分为彼此无机械连接的前、后两段，见上图。前段带动压气机工作，构成发动机的燃气发生器转子；后段作为动力轴，即自由涡轮，输出铀功率带动旋翼、尾桨等部件工作。前、后两段虽不发生机械连接关系，却有着气体动力上的联系，可以使得燃气发生器涡轮与自由涡轮在气体热能分配上随飞行条件改变作
12、适当调整，这样就能使涡轴发动机性能与直升机旋翼性能在较宽裕的范围内得到优化组。排气装置根据涡轴发动机工作特点，一般排气装置呈圆筒扩散形，以便燃气在自由涡轮内充分膨胀作功，使燃气热能尽可能多地转化为轴功率。现代涡轴发动机的排气装置能做到使95以上的燃气可用膨胀功通过自由祸轮转变为轴功率，而余下不到5的可用膨胀功仍以动能形式向后嚎出转变为推力。发动机排气装置历排出的热流是直升机主要热辐射源之一，其热辐射的强度与排气热流、的温度和温度场的分布有关。现代军用直升机为了在战场上防备敌方红外制导武器的攻击，减小自身热辐射强度，采用红外抑制技术。该技术除设法降低发动机外露热部件的表面温度外，主要是将外界冷空
13、气引入排气装置内，掺进高温徘气热流中，降低温度并冲淡徘气热流中所含二氧化氯的浓度，以降低红外信号源能量。先进的红外抑制技术往往要将排气装置、冷却空气道以及发动机的安装位置通盘考虑，形成了一个完整、有效的红外抑制系统（见下图）。ma辅助进气装置空间挣却空气发动机94弋金属/发动机热排岂温度畀旷E混合吒流温度30代热交换器发动机冷却空气-7-EI*螺桨风扇发动机分为螺桨前置和后置二种,下图是后置的前置的:使用螺桨风扇发动机的俄罗斯安70运输机开创了民用运输动力系统的新纪元。它用的发动机基本上还是与涡轮轴发动机相拟.0a论坛关于我们中国的:中国燃气涡轮研究院:中国燃气涡轮研究院（前称六二四所），创建
14、于19年654月2日6，分布于成都市桂湖之滨和“李白故里、华夏诗城、九寨门户、蜀道咽喉”的江油市两地。现有员工24人0，0其中有中国工程院院士1人，国家级、部级专家20余人，研究员和高级工程师30余0人，专业技术人员11人3。9占地面积12万1平方米，建筑面积27.万2平1方米，科研生产和经营用房建筑面积11.万2平8方米，“十五”以来平均年产值2亿余元。研究院与俄、美、英、法、德、印、日、加等国家建立了国际合作关系；与清华、北航、南航、西工大、一汽、二汽、康明斯公司等数十家大专院校和企业建立了合作开发产品关系。研究院质量管理体系，分别于年与年获得了认证和“版”认证和运行。研究院已经形成制度管
15、理、战略管理、文化管理相结合的管理体系。中国燃气涡轮研究院全员正在以“激情进取、志在超越”的航空人，躬身实践“航空报国，追求第一”理念，以一流科研院所为目标，努力建设“国内一流、国际知名的航空发动机预研中心、大型试验基地和国家级航空动力鉴定中心”，航空动力研究和民用产品协调发展的研究院。年月日，思美创（北京）科技有限公司，在激烈竞争中成功中标中国燃气涡轮研究院加工软件招标项目，思美创（北京）科技有限公司将提供中国燃气涡轮研究院基于系统的五轴数控加工的解决方案。中国燃气涡轮研究院是我国的航空发动机预先研究中心和大型试验研究基地。拥有先进的计算机系统，及航空发动机设计软件和大型商用软件余套。其航空发动机预先研究和设计技术居国内先进水平，某些领域达到了国际同类先进水平。成功地研制出了我国第一台具有完全自主知识产权的航空发动机核心机，先后完成了包括
