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涡轮螺旋桨发动机的作业原理

2023/11/14 耐高温轴承

  在燃气发生器后,加装一套涡轮(1级或多级),燃气在这后一涡轮(一般称为动力涡轮或低压涡轮)中胀大,驱动它十分快速地旋转并宣布必定功率,动力涡轮的前轴(称动力轴)穿过核心计转子,经过压气机前的减速器驱动螺旋桨,就组成了涡轮螺旋桨发动机。涡轮螺旋桨发动机的首要特征,是将燃气发生器发生的大部分可用能量由动力涡轮吸收并从动力轴上输出,用于带动飞机的螺旋桨旋转;螺旋桨旋转时把空气排向后边,由此发生向前的拉力使飞机向前飞翔。涡轮出口的燃气在尾喷管中胀大加快并喷出,发生反作用推力。因为燃气的温度和速度极低,所发生的反作用力(推力)一般比较少,这个推力转化为推动功率时,仅约占涡轮螺旋桨发动机功率的10%,正因为排出发动机的能量大幅度的降低了,因而,涡轮螺旋桨发动机的经济性好。

  大多数的涡轮螺旋桨发动机,动力涡轮与燃气发生器的涡轮是分隔的,且以不同的转速作业。因为动力涡轮与核心计没有机械地连成一体,因而也称它为自在涡轮。上面的简图,即为这种类型的涡轮螺旋桨发动机。少量的涡轮螺旋桨发动机,将动力涡轮与燃气发生器的涡轮机械地衔接在一起,成为定轴式或单轴式涡轮螺旋桨发动机。我国自行设计、出产的“运八”运输机所用的“涡桨六”涡轮螺旋桨发动机、英国“子爵号”四发旅客机用的“达特”涡轮螺旋桨发动机均为定轴式涡轮螺旋桨发动机。

  在具有动力涡轮(自在涡轮)的涡轮螺旋桨发动机中,动力涡轮的转速较高,一般在6000~12000转/分。在定轴式涡轮螺旋桨发动机中,燃气发生器的涡轮转速更高,一般在8000~18000转/分(小功率的涡桨发动机转速高的可达40000转/分),可是螺旋桨的转速有必要很低,一般只要1000转/分左右。因而,在涡轮螺旋桨发动机中,均要有减速器,以便将动力涡轮(在具有自在涡轮的涡轮螺旋桨发动机中)或燃气发生器涡轮(在定轴式涡轮螺旋桨发动机中)的转速降低到螺旋桨所要求的作业转速。

  文章来源于中国航空学会动力分会,内容首要来自于刘大响院士、陈光教授编撰的航空动力科普书《航空发动机:飞机的心脏》。

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