發(fā)動(dòng)機(jī)原理完整版：第五章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)、燃燒室、螺旋槳、減速器、進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、尾噴管渦輪、尾噴管2022年4月30日2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)、燃燒室、渦輪、動(dòng)力渦輪、進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、動(dòng)力渦輪、輸出軸、尾噴管輸出軸、尾噴管2022年4月30日3工作原理工作原理渦槳發(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)與渦噴相同，熱效率同參數(shù)條件下熱力循環(huán)與渦噴相同，熱效率相同；相同；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

2、量，排），少部分轉(zhuǎn)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)，使通過(guò)渦輪輸出功率帶動(dòng)螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)，使通過(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)生巨大的拉力。力而使槳葉產(chǎn)生巨大的拉力。2022年4月30日4工作原理工作原理渦軸發(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)與渦噴相同，熱效率同參數(shù)條件下熱力循環(huán)與渦噴相同，熱效率相同；相同；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。2022年4月3

3、0日5比較比較 動(dòng)力渦輪軸的輸出方向有不同的要求動(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)的減速器各不相同兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的減速器各不相同 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，一般采用二個(gè)減速器，分左右，減速比高，一般采用二個(gè)減速器，其中一個(gè)減速器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，稱(chēng)為其中一個(gè)減速器安裝在發(fā)

4、動(dòng)機(jī)上，稱(chēng)為“體內(nèi)減速體內(nèi)減速器器”，另一個(gè)減速器安裝在直升機(jī)上，稱(chēng)為，另一個(gè)減速器安裝在直升機(jī)上，稱(chēng)為“體外減體外減速器速器”。 渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境往往離地面較近渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作環(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)，為了避免雜物損容易將沙石等雜物吸入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，為了避免雜物損壞發(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。2022年4月30日6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)相同：氣流理想循環(huán)熱力過(guò)程與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相同： 0 2： 等熵壓縮等熵壓縮 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

5、機(jī)帶動(dòng)壓氣機(jī)) 3.14 ：等熵膨脹：等熵膨脹(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2022年4月30日7理想循環(huán)理想循環(huán)2022年4月30日8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Fp2022年4月30日900emgTepempppppppPqwPPPPF VPFV 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

6、力Fe總推力總推力F耗油率耗油率sfc2022年4月30日10pp0em a90pem fpFP /VFq(VV )FFF3600qsfcP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) 起飛狀態(tài)：起飛狀態(tài)：0.27kg/kw.h2022年4月30日11/3600emmgTesemgmfePqwPPqqsfcP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)氣裝置進(jìn)氣裝置 因直升機(jī)起飛和著陸時(shí)通常不在專(zhuān)用機(jī)場(chǎng)，因直升機(jī)起飛和著陸時(shí)通常不在專(zhuān)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

7、來(lái)物侵襲，常在進(jìn)氣裝置內(nèi)采取相應(yīng)措施，如慣性分離裝置等裝置內(nèi)采取相應(yīng)措施，如慣性分離裝置等 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)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗外來(lái)物擊傷、抗高頻優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗外來(lái)物擊傷、抗高頻疲勞疲勞2022年4月30日12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(wèn)題是效率和冷卻問(wèn)題小尺寸渦輪設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是效率和冷卻問(wèn)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 排氣裝置排氣裝置 動(dòng)力渦輪后燃?xì)馊跃哂泻芨咚?/p>

8、度，但氣流壓力低于動(dòng)力渦輪后燃?xì)馊跃哂泻芨咚俣?，但氣流壓力低于外界大氣壓外界大氣?排氣噴管必須有擴(kuò)壓作用排氣噴管必須有擴(kuò)壓作用 采用擴(kuò)張形噴管，使氣流壓力增加，流速降低，到采用擴(kuò)張形噴管，使氣流壓力增加，流速降低，到噴管出口氣流壓力與外界相同噴管出口氣流壓力與外界相同 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2022年4月30日13調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)規(guī)律 渦槳：渦槳： 調(diào)節(jié)燃油調(diào)節(jié)燃油 燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)槳葉角調(diào)節(jié)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)節(jié)燃油調(diào)節(jié)燃油 燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)旋翼安裝角調(diào)節(jié)旋翼安裝角 功率功率自由渦輪轉(zhuǎn)速自由