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1、第五章渦槳和渦軸發(fā)動(dòng)機(jī),2020/10/8,2,組成,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、渦輪、尾噴管,2020/10/8,3,組成,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、輸出軸、尾噴管,2020/10/8,4,工作原理,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,熱效率相同; 將熱機(jī)獲取機(jī)械能中的絕大部分轉(zhuǎn)換為渦輪功(95%),少部分轉(zhuǎn)換為動(dòng)能增量,排氣速度低,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)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。,2020/10/8,5,工作原理,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,
2、熱效率相同; 將熱機(jī)獲取機(jī)械能中的全部轉(zhuǎn)換為渦輪功輸出; 渦輪輸出功率帶動(dòng)直升機(jī)旋翼和尾槳。,2020/10/8,6,比較,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)前方輸出 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200轉(zhuǎn)/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“體內(nèi)減速器”,另一個(gè)減速器安裝在直升機(jī)上,稱(chēng)為“體外減速器”。 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),為了避免雜物損壞發(fā)動(dòng)機(jī),對(duì)渦輪軸發(fā)動(dòng)
3、機(jī)的進(jìn)氣道有特殊的要求。,2020/10/8,7,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: 0 2: 等熵壓縮 2 3: 等壓加熱 3 3.1:等熵膨脹(帶動(dòng)壓氣機(jī)) 3.14 :等熵膨脹(輸出功率帶動(dòng)負(fù)載) 4 9:等熵膨脹(氣體膨脹加速) 9 0:等壓放熱 負(fù)載 螺旋槳或旋翼,2020/10/8,8,理想循環(huán),渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),渦軸發(fā)動(dòng)機(jī),2020/10/8,9,性能參數(shù),渦槳發(fā)動(dòng)機(jī) 有效功率Pe (kw) 螺槳功率Pp 推進(jìn)功率Pp 推進(jìn)效率p 螺槳拉力Fp,2020/10/8,10,性能參數(shù),渦槳發(fā)動(dòng)機(jī) 螺槳拉力Fp 噴氣推力Fe 總推力F 耗油率sfc,2020/10/8,11,性
4、能參數(shù),渦軸發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率Pe (kw) 單位功率Ps (kw.s/kg) 耗油率sfc (kg/kw.h) 起飛狀態(tài):0.27kg/kw.h,2020/10/8,12,渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)部件特點(diǎn),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),發(fā)動(dòng)機(jī)特別容易受外來(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 壓氣機(jī) 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) 優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗外來(lái)物擊傷、抗高頻疲勞,2020/10/8,13,渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)部件特點(diǎn),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 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 排氣裝置 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?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,到噴管出口氣流壓力與外界相同 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 減速比大,需多級(jí)減速,2020/10/8,14,調(diào)節(jié)規(guī)律,渦槳: 調(diào)節(jié)燃油 燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)槳葉角 功率動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速 渦軸 調(diào)節(jié)燃油 燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)旋翼安裝角 功率自由渦輪
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