發(fā)動(dòng)機(jī)原理完整版 (2)ppt課件

1、第五章第五章 渦槳和渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)渦槳和渦軸發(fā)動(dòng)機(jī) 組成組成 渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)：渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)： 螺旋槳、減速器、進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、熄滅室、螺旋槳、減速器、進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、熄滅室、 渦輪、尾噴管渦輪、尾噴管 組成組成 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)：渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)： 進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、熄滅室、渦輪、動(dòng)力渦輪、進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、熄滅室、渦輪、動(dòng)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(dòng)機(jī)：渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)： 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(jī)獲取機(jī)械能中的絕大部分轉(zhuǎn)換為渦輪將熱機(jī)獲取機(jī)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(dòng)能增量，排，少部分轉(zhuǎn)

2、換為動(dòng)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(dòng)螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)，使經(jīng)過(guò)渦輪輸出功率帶動(dòng)螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)，使經(jīng)過(guò) 槳葉的氣流加速，氣流對(duì)葉片產(chǎn)生反作用槳葉的氣流加速，氣流對(duì)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(dòng)機(jī)：渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)： 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(jī)獲取機(jī)械能中的全部轉(zhuǎn)換為渦輪功輸將熱機(jī)獲取機(jī)械能中的全部轉(zhuǎn)換為渦輪功輸 出；出； 渦輪輸出功率帶動(dòng)直升機(jī)旋翼和尾槳。渦輪輸出功率帶動(dòng)直升機(jī)旋翼和尾槳。 比較比較 動(dòng)力渦輪軸的輸出方向有

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

4、 器，另一個(gè)減速器安裝在直升機(jī)上，稱為器，另一個(gè)減速器安裝在直升機(jī)上，稱為“體外體外 減速器。減速器。 渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的任務(wù)環(huán)境往往離地面較近渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)內(nèi)，為了防止雜物損容易將沙石等雜物吸入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，為了防止雜物損 壞發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道有特殊的要求。壞發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)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(guò)程與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一樣：氣流理想循環(huán)熱力過(guò)程與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)壓氣機(jī)帶動(dòng)壓氣機(jī)) 3.14 ：等熵膨脹：等熵膨脹

5、(輸出功率帶動(dòng)負(fù)載輸出功率帶動(dòng)負(fù)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(fù)載負(fù)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(dòng)機(jī)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī) 性能參數(shù)性能參數(shù) 渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī) 有效功率有效功率Pe (kw) 螺槳功率螺槳功率Pp 推進(jìn)功率推進(jìn)功率Pp 推進(jìn)效率推進(jìn)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(dòng)機(jī)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī) 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(dòng)機(jī)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)部件特點(diǎn)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)部件特點(diǎn) 進(jìn)氣安裝進(jìn)氣安裝 因直升機(jī)起飛和著陸時(shí)通常不在公用機(jī)場(chǎng)，因直升機(jī)起飛和著陸時(shí)通常不在公用機(jī)場(chǎng)， 發(fā)動(dòng)機(jī)特別容易受外來(lái)物侵襲，常在進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)特別容易受外來(lái)物侵襲，常在進(jìn)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(jī)壓氣機(jī) 因發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸小，大多采用離心式或軸流因發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸小，大多采用離心式或軸流 離心式組合壓氣機(jī)離心式組合壓氣機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、抗外來(lái)物擊傷、抗高頻優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、抗外來(lái)物擊傷、抗高頻 疲勞疲勞 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)部件特點(diǎn)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)部件特點(diǎn) 渦輪渦輪 小尺寸渦輪設(shè)計(jì)的主要問題是效率和冷卻問題小尺寸渦輪設(shè)計(jì)的主要問題是效率和冷卻問題 因葉片很短，葉尖間隙相對(duì)較大，漏氣損失增大導(dǎo)因葉片很短，葉尖間隙相對(duì)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(dòng)力渦輪后燃?xì)馊跃哂泻芨咚俣?，但氣流壓力低于?dòng)力渦輪后燃?xì)馊跃哂泻芨咚俣?，但氣流壓力低?外界大氣壓外界大氣壓 排氣噴管必需有擴(kuò)壓作用排氣噴管必需有擴(kuò)壓作用 采用擴(kuò)張形噴管，使氣流壓力添加，流速降低，到采用擴(kuò)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(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速與直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速相差近百倍動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速與直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速相差近百倍 減速比大，需多級(jí)減速減速比大，需多級(jí)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?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)理槳葉角調(diào)理槳葉角 功率功率動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速 渦軸渦軸 調(diào)理燃油調(diào)理燃油 燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)理旋翼安裝角調(diào)理旋翼安