渦噴發(fā)動機原理

第三章渦噴發(fā)動機

研究渦噴發(fā)動機在各種條件下性能的變化影響發(fā)動機性能變化的原因:1.飛行條件2.油門位置3.調(diào)節(jié)規(guī)律4.大氣條件第一節(jié)各部件的共同工作一、共同工作及共同工作線各部件組合成整臺發(fā)動機，部件間的相互作用和影響稱為“共同工作〞。各部件必須滿足的共同工作條件：流量連續(xù)壓氣機與渦輪功率平衡壓氣機與渦輪轉(zhuǎn)速相等：nk＝nT壓力平衡：P2*b=P3*壓氣機與渦輪流量連續(xù)壓氣機進口空氣流量渦輪導(dǎo)向器喉道燃氣流量渦輪導(dǎo)向器當(dāng)處于臨界或超臨界時q(

dx)=1增壓比與溫比、q(

1)的關(guān)系當(dāng)溫度比一定時，發(fā)動機流通能力與增壓比成正比；溫度比越高，等值線越陡；當(dāng)進氣溫度一定時，提高渦輪前溫度將導(dǎo)致壓氣機工作點移向喘振邊界。壓氣機與渦輪功率平衡單位壓氣機功單位渦輪功功平衡當(dāng)渦輪膨脹比等于常數(shù)時：

B為常數(shù)壓氣機所需功率與渦輪前溫度、渦輪膨脹比的關(guān)系當(dāng)飛行條件變化引起壓氣機功變化時，為維持功平衡，必須改變渦輪前溫度或渦輪膨脹比，否那么將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化。功平衡方程當(dāng)渦輪膨脹比為常數(shù)時流量連續(xù)發(fā)動機共同工作方程聯(lián)立消去溫度比膨脹比=常數(shù)幾何尺寸固定獲得共同工作方程共同工作線渦輪與尾噴管共同工作渦輪導(dǎo)向器喉道截面流量尾噴管喉道截面流量流量連續(xù)條件

引入多變指數(shù)n’渦輪和尾噴管臨界狀態(tài)或超臨界時q(

dx)=1；q(

8)=1且Adx、A8固定不變

T*=常數(shù)發(fā)動機共同工作線

在壓氣機特性圖上的表示一臺幾何不變的發(fā)動機，當(dāng)尾噴管處于臨界工作狀態(tài)時：

無論飛行條件或發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速如何變化發(fā)動機的共同工作點總在同一條工作線上移動共同工作線與每一條等相似轉(zhuǎn)速線有唯一交點發(fā)動機共同工作線當(dāng)飛行條件一定時：轉(zhuǎn)速增加，工作點沿工作線右上移轉(zhuǎn)速降低，工作點沿工作線左下移當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時：飛行M數(shù)增加，工作點沿工作線左下移飛行高度增加〔低于11公里〕，工作點沿工作線右上移飛行條件、轉(zhuǎn)速變化歸結(jié)為發(fā)動機共同工作線當(dāng)A8變化時，引起渦輪膨脹比變化，共同工作線移動，A8越小，越靠近喘振邊界。當(dāng)尾噴管進入亞臨界狀態(tài)時，對應(yīng)每一個飛行M數(shù)有一條共同工作線，M數(shù)越低，越靠近喘振邊界。渦輪膨脹比隨尾噴管喉道截面積成正比變化為維持功平衡，渦輪前溫度必須變化渦輪前溫度變化引起共同工作點移動A8減小，工作點移向喘振邊界A8增大，工作點遠離喘振邊界重要結(jié)論發(fā)動機各部件共同工作的結(jié)果

共同工作線。無論飛行條件或發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速如何變化，發(fā)動機的工作點總在共同工作線上移動。當(dāng)A8變化時，引起渦輪膨脹比變化，共同工作線移動，A8越小，越靠近喘振邊界。二、調(diào)節(jié)規(guī)律由各部件共同工作關(guān)系，發(fā)動機工作點構(gòu)成共同工作線，但即使飛行條件，仍不能確定發(fā)動機在工作線的哪一點工作。為控制工作點在工作線上的落點，必須對發(fā)動機進行自動調(diào)節(jié)。自動調(diào)節(jié)裝置的目的：最大限度發(fā)揮性能潛力和最有利使用發(fā)動機滿足飛機在不同飛行條件下的要求；確保發(fā)動機工作平安；便于駕駛員操作。最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律目的：在任何飛行條件下，發(fā)動機盡可能發(fā)出最大推力。三種可能的調(diào)節(jié)規(guī)律n=nd，A8=CT3*=T3*d，A8=Cn=nd，T3*=T3*dn=nd，A8=C當(dāng)飛行條件變化

qmf

n=ndn被調(diào)參數(shù)qmf調(diào)節(jié)中介T3*將隨飛行條件變化。

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器發(fā)動機n

ndqmfnT3*=T3*d，A8=C當(dāng)飛行條件變化

qmf

T3*=T3*dT3*

被調(diào)參數(shù)qmf調(diào)節(jié)中介n將隨飛行條件變化

T3*調(diào)節(jié)器發(fā)動機T3*T3*dqmfT3*n=nd，T3*=T3*d當(dāng)飛行條件變化

qmf

n=nd

A8

T3*=T3*dn、T3*

被調(diào)參數(shù)qmf、A8調(diào)節(jié)中介A8將隨飛行條件變化

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器發(fā)動機n

ndqmfn

T3*調(diào)節(jié)器T3*T3*dA8T3*在實際應(yīng)