飞机发动机原理——涡轮风扇发动机

飞机发动机原理——涡轮风扇发动机 通俗简单的说就是:如果不用风扇出口导叶，风扇后边的气流是螺旋向后吹的，这种气流的推力较小且会使发动机产生了有害的扭转力。安装风扇出口导叶，可以起到支撑机匣，校正气流方向的作用;且风扇出口导叶有一定倾斜角度，这样气流在流过导叶时可以增加一定推力 此类发动机如何启动, 14 2006年12月10日 星期日 上午 08:47 | 回复 刚启动时,要使发动机的压气机和涡轮开始工作就得用辅助 动力装置(APU)来带动压气机旋转。辅助动力装置(APU) hshshs8121 是靠电瓶启动的。 1、风扇的气流为什么要分别内外函道,全部进入内涵道有什 么不可, 2、是不是在不同的飞行条件下，进入内外函道的气 流是不是也不同,如果是，他们之间是什么关系, 3、外函道 的气流对飞机推动有没有作用, 4、我对涡扇发动机能提高效 率还是有些不明白。比如说，不考虑发动机的是涡扇还是涡喷，飞机获得的推力一定喷口气体的反作用力，出口气流越大，其 反作用力也越大。出口气流越大，其损失的动能也越大，但反 作用也越大，是不是提高出口气体速度率与燃油消耗率是非线 性的关系,在相同出口气流速度的前提下，单位时间消耗的燃 油越少效率越高。涡扇就必须在相同推力的情况下比窝喷耗油 底，增加涡扇后为什么能提高效率呢,是不是将气体加压的原 因,但加压本身是要消耗能量的。提高涡轮前的温度是怎么实 现的,是增压原因,增加燃油燃烧的原因,请大侠指教, 24 2007年06月21日 星期四 上午 10:13 | 回复 1、气流分为内外涵道是涡轮风扇发动机的特征。气流流经风 扇以后分为两股，一股由外涵直接排出，一股由内涵进入压 hshshs8121 气机。涡扇发动机的推力75%来自外函。 气体可以都流进内 涵道，这样的发动机叫涡轮喷气发动机，也就是常说的涡喷 发动机。 2、内外涵的气流都是来自于同一个进气道，所以 不管什么飞行条件，它们的状态都是一样的，唯一的区别就 是外涵气流直接排出，内涵气流进入压气机继续压缩。 3、 风扇其实就是一个放大了的压气机，所以它对发动机会产生 一个向前的推力。 25 2007年06月21日 星期四 上午 10:13 | 回复 4、讨论任何问题的时候都有一定的前提条件，要不然就没法 讨论了，而对于效率“小武”把最重要的前提条件给忽略了， hshshs8121 那就是发动机的类型～涡扇发动机和涡喷发动机产生推力的 主要原理是不一样的～总的来说，涡喷发动机主要是靠改变 气流流经发动机前后的速度来产生反作用力，进而产生推力 的。而对于涡扇发动机，发动机的主要推力来自于风扇，核 心机的主要作用是体供维持发动机运转所需的功，所以由内 涵排出的气流速度是很低的，它对发动机推力的贡献是很有 限的。从另外一个角度来讲，正是由于涡喷发动机出口速度 太高，没有将高温燃气的能量充分利用，所以它的效率相对 于涡扇来说要低，进而导致产生同样推力，涡喷比涡扇消耗 的燃油要多。提高涡轮前温度主要是靠提高燃油流量来的。 风扇转动的动力是由内涵道气体燃烧推动涡轮转动而产生的，风扇一转动向后排风，推动飞机向前运动，同时内涵道排出的燃烧气体也推动飞机向前运动，这就是涡扇喷气发动机的原理。“加力”就是将外涵道的空气与然料混合燃烧产生更大的气流向后喷射。 飞机发动机原理——涡轮风扇发动机 2006年11月25日 星期六 下午 04:53 相关连接:涡轮风扇发动机图片 涡轮风扇发动机的诞生 二战后，随着时间推移、技术更新，涡轮喷气发动机显得不足以满足新型飞机的动力需求。尤其是二战后快速发展的亚音速民航飞机和大型运输机，飞行速度达到高亚音速即可，耗油量要小，因此发动机效率要很高。涡轮喷气发动机的效率已经无法满足这种需求，使得上述机种的航程缩短。因此一段时期内出现了较多的使用涡轮螺旋桨发动机的大型飞机。 实际上早在30年代起，带有外涵道的喷气发动机已经出现了一些粗糙的早期。40和50年代，早期涡扇发动机开始了试验。但由于对风扇叶片设计制造的要求非常高。因此直到60年代，人们才得以制造出符合涡扇发动机要求的风扇叶片，从而揭开了涡扇发动机实用化的阶段。 50年代，美国的NACA(即NASA 美国航空航天管理局的前身)对涡扇发动机进行了非常重要的科研工作。55到56年研究成果转由通用电气公司(GE)继续深入发展。GE在1957年成功推出了CJ805-23型涡扇发动机，立即打破了超音速喷气发动机的大量纪录。但最早的实用化的涡扇发动机则是普拉特?惠特尼(Pratt & Whitney)公司的JT3D涡扇发动机。实际上普?惠公司启动涡扇研制项目要比GE晚，他们是在探听到GE在研制CJ805的机密后，匆忙加紧工作，抢先推出了了实用的JT3D。 1960年，罗尔斯?罗伊斯公司的“康威”(Conway)涡扇发动机开始被波音707大型远程喷气客机采用，成为第一种被民航客机使用的涡扇发动机。60年代洛克西德“三星”客机和波音747“珍宝”客机采用了罗?罗公司的RB211-22B大型涡扇发动机，标志着涡扇发动机的全面成熟。此后涡轮喷气发动机迅速的被西方民用航空工业抛弃。 不加力式涡扇发动机实际上较为容易辨认，其外部有一直径很大的风扇外壳 涡轮风扇发动机的原理 涡桨发动机的推力有限，同时影响飞机提高飞行速度。因此必需提高喷气发动机的效率。发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比，就可以提高热效率。因为高温、高密度的气体包含的能量要大。但是，在飞行速度不变的条件下，提高涡轮前温度，自然会使排气速度加 大。而流速快的气体在排出时动能损失大。因此，片面的加大热功率，即加大涡轮前温度，会导致推进效率的下降。要全面提高发动机效率，必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。 涡轮风扇发动机的妙处，就在于既提高涡轮前温度，又不增加排气速度。涡扇发动机的结构，实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮，这些涡轮带动一定数量的风扇。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样，送进压气机(术语称“内涵道”)，另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。因此，涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时，为提高热效率而提高涡轮前温度，可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径，使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道，从而避免大幅增加排气速度。这样，热效率和推进效率取得了平衡，发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低，飞机航程变得更远。 加力式涡扇发动机 不加力式涡扇发动机 涡轮风扇发动机的优缺点 如前所述，涡扇发动机效率高，油耗低，飞机的航程就远。 但涡扇发动机技术复杂，尤其是如何将风扇吸入的气流正确的分配给外涵道和内涵道，是极大的技术难题。因此只有少数国家能研制出涡轮风扇发动机，中国至今未有批量实用化的国产涡扇发动机。涡扇发动机价格相对高昂，不适于要求价格低廉的航空器使用。