發(fā)動機原理完整版 (2)ppt課件

1、第五章第五章 渦槳和渦軸發(fā)動機渦槳和渦軸發(fā)動機 組成組成 渦槳發(fā)動機：渦槳發(fā)動機： 螺旋槳、減速器、進氣道、壓氣機、熄滅室、螺旋槳、減速器、進氣道、壓氣機、熄滅室、 渦輪、尾噴管渦輪、尾噴管 組成組成 渦軸發(fā)動機：渦軸發(fā)動機： 進氣道、壓氣機、熄滅室、渦輪、動力渦輪、進氣道、壓氣機、熄滅室、渦輪、動力渦輪、 輸出軸、尾噴管輸出軸、尾噴管 任務(wù)原理任務(wù)原理 渦槳發(fā)動機：渦槳發(fā)動機： 同參數(shù)條件下熱力循環(huán)與渦噴一樣，熱效率同參數(shù)條件下熱力循環(huán)與渦噴一樣，熱效率 一樣；一樣； 將熱機獲取機械能中的絕大部分轉(zhuǎn)換為渦輪將熱機獲取機械能中的絕大部分轉(zhuǎn)換為渦輪 功功95%，少部分轉(zhuǎn)換為動能增量，排，少部分轉(zhuǎn)

2、換為動能增量，排 氣速度低，減小余速損失；氣速度低，減小余速損失； 渦輪輸出功率帶動螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)，使經(jīng)過渦輪輸出功率帶動螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)，使經(jīng)過 槳葉的氣流加速，氣流對葉片產(chǎn)生反作用槳葉的氣流加速，氣流對葉片產(chǎn)生反作用 力而使槳葉產(chǎn)生宏大的拉力。力而使槳葉產(chǎn)生宏大的拉力。 任務(wù)原理任務(wù)原理 渦軸發(fā)動機：渦軸發(fā)動機： 同參數(shù)條件下熱力循環(huán)與渦噴一樣，熱效率同參數(shù)條件下熱力循環(huán)與渦噴一樣，熱效率 一樣；一樣； 將熱機獲取機械能中的全部轉(zhuǎn)換為渦輪功輸將熱機獲取機械能中的全部轉(zhuǎn)換為渦輪功輸 出；出； 渦輪輸出功率帶動直升機旋翼和尾槳。渦輪輸出功率帶動直升機旋翼和尾槳。 比較比較 動力渦輪軸的輸出方向有

3、不同的要求動力渦輪軸的輸出方向有不同的要求 渦槳發(fā)動機要求動力渦輪軸向發(fā)動機前方輸出，以渦槳發(fā)動機要求動力渦輪軸向發(fā)動機前方輸出，以 便將螺槳安裝在發(fā)動機的前方便將螺槳安裝在發(fā)動機的前方 渦輪軸發(fā)動機，動力渦輪軸不一定從發(fā)動機前方輸渦輪軸發(fā)動機，動力渦輪軸不一定從發(fā)動機前方輸 出出 兩種發(fā)動機的減速器各不一樣兩種發(fā)動機的減速器各不一樣 渦輪軸發(fā)動機所帶動的旋翼轉(zhuǎn)速很低，每分鐘僅渦輪軸發(fā)動機所帶動的旋翼轉(zhuǎn)速很低，每分鐘僅 200轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分左右，減速比高，普通采用二個減速器，分左右，減速比高，普通采用二個減速器， 其中一個減速器安裝在發(fā)動機上，稱為其中一個減速器安裝在發(fā)動機上，稱為“體內(nèi)減速體內(nèi)減速

4、 器，另一個減速器安裝在直升機上，稱為器，另一個減速器安裝在直升機上，稱為“體外體外 減速器。減速器。 渦輪軸發(fā)動機的任務(wù)環(huán)境往往離地面較近渦輪軸發(fā)動機的任務(wù)環(huán)境往往離地面較近 容易將沙石等雜物吸入發(fā)動機內(nèi)，為了防止雜物損容易將沙石等雜物吸入發(fā)動機內(nèi)，為了防止雜物損 壞發(fā)動機，對渦輪軸發(fā)動機的進氣道有特殊的要求。壞發(fā)動機，對渦輪軸發(fā)動機的進氣道有特殊的要求。 理想循環(huán)理想循環(huán) 氣流理想循環(huán)熱力過程與渦噴發(fā)動機一樣：氣流理想循環(huán)熱力過程與渦噴發(fā)動機一樣： 0 2： 等熵緊縮等熵緊縮 2 3： 等壓加熱等壓加熱 3 3.1：等熵膨脹：等熵膨脹(帶動壓氣機帶動壓氣機) 3.14 ：等熵膨脹：等熵膨脹

5、(輸出功率帶動負載輸出功率帶動負載) 4 9：等熵膨脹氣體膨脹加速：等熵膨脹氣體膨脹加速 9 0：等壓放熱：等壓放熱 負載負載 螺旋槳或旋翼螺旋槳或旋翼 理想循環(huán)理想循環(huán) 渦槳發(fā)動機渦槳發(fā)動機渦軸發(fā)動機渦軸發(fā)動機 性能參數(shù)性能參數(shù) 渦槳發(fā)動機渦槳發(fā)動機 有效功率有效功率Pe (kw) 螺槳功率螺槳功率Pp 推進功率推進功率Pp 推進效率推進效率p 螺槳拉力螺槳拉力Fp 0 0 emgTe pem pppp pp p Pqw PP PPF V P F V 性能參數(shù)性能參數(shù) 渦槳發(fā)動機渦槳發(fā)動機 螺槳拉力螺槳拉力Fp 噴氣推力噴氣推力Fe 總推力總推力F 耗油率耗油率sfc pp0 em a90

6、pe m f p FP /V Fq(VV ) FFF 3600q sfc P 性能參數(shù)性能參數(shù) 渦軸發(fā)動機渦軸發(fā)動機 發(fā)動機功率發(fā)動機功率Pe (kw) 單位功率單位功率Ps (kw.s/kg) 耗油率耗油率sfc (kg/kw.h) 起飛形狀：起飛形狀：0.27kg/kw.h / 3600 emmgTe semg mf e Pqw PPq q sfc P 渦軸發(fā)動機部件特點渦軸發(fā)動機部件特點 進氣安裝進氣安裝 因直升機起飛和著陸時通常不在公用機場，因直升機起飛和著陸時通常不在公用機場， 發(fā)動機特別容易受外來物侵襲，常在進氣發(fā)動機特別容易受外來物侵襲，常在進氣 安裝內(nèi)采取相應(yīng)措施，如慣性分別安

7、裝等安裝內(nèi)采取相應(yīng)措施，如慣性分別安裝等 壓氣機壓氣機 因發(fā)動機尺寸小，大多采用離心式或軸流因發(fā)動機尺寸小，大多采用離心式或軸流 離心式組合壓氣機離心式組合壓氣機 優(yōu)點：構(gòu)造簡單、抗外來物擊傷、抗高頻優(yōu)點：構(gòu)造簡單、抗外來物擊傷、抗高頻 疲勞疲勞 渦軸發(fā)動機部件特點渦軸發(fā)動機部件特點 渦輪渦輪 小尺寸渦輪設(shè)計的主要問題是效率和冷卻問題小尺寸渦輪設(shè)計的主要問題是效率和冷卻問題 因葉片很短，葉尖間隙相對較大，漏氣損失增大導(dǎo)因葉片很短，葉尖間隙相對較大，漏氣損失增大導(dǎo) 致效率降低致效率降低 排氣安裝排氣安裝 動力渦輪后燃氣仍具有很高速度，但氣流壓力低于動力渦輪后燃氣仍具有很高速度，但氣流壓力低于 外界大氣壓外界大氣壓 排氣噴管必需有擴壓作用排氣噴管必需有擴壓作用 采用擴張形噴管，使氣流壓力添加，流速降低，到采用擴張形噴管，使氣流壓力添加，流速降低，到 噴管出口氣流壓力與外界一樣噴管出口氣流壓力與外界一樣 減速器減速器 動力渦輪轉(zhuǎn)速與直升機旋翼轉(zhuǎn)速相差近百倍動力渦輪轉(zhuǎn)速與直升機旋翼轉(zhuǎn)速相差近百倍 減速比大，需多級減速減速比大，需多級減速 調(diào)理規(guī)律調(diào)理規(guī)律 渦槳：渦槳： 調(diào)理燃油調(diào)理燃油 燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)理槳葉角調(diào)理槳葉角 功率功率動力渦輪轉(zhuǎn)速動力渦輪轉(zhuǎn)速 渦軸渦軸 調(diào)理燃油調(diào)理燃油 燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)理旋翼安裝角調(diào)理旋翼安