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民航概论_魏全斌(第四节 飞机的动力装置) 第(4/9)页

轴流式压气机由许多级叶片组成,每一级的工作原理几乎一样。轴流式压气机由不旋转的静子和高速旋转的转子组成。静子由一排排整流叶片组成整流环,各个整流环与机匣固定在一起。转子也由一排排工作叶片组成叶轮,叶轮与涡轮相连,被涡轮带动高速旋转。发动机工作时,转子的工作叶片以很高的速度旋转,对空气做功,使空气受到压缩,压力和温度提高,同时还将空气的速度增大以较大的速度向后排出。从工作叶片流出的空气进入整流叶片中,由于整流叶片的通道是扩散形,空气在通过整流叶片扩散形通道时速度减小压力增大。增压后的空气又流入下一级的工作叶片和整流叶片,这样空气就被不断的压缩,空气的压力越来越大、温度越来越高。轴流式压气机是对空气进行逐级增压,效率高,迎风面积小,现代喷气式发动机广泛采用轴流式压气机。

图2-72 轴流式压气机

图2-73 离心式压气机

离心式压气机主要由导流器、叶轮、扩散器和导气管组成。叶轮的轴与涡轮轴连接在一起,被涡轮带动旋转。发动机工作时空气被吸入叶轮中心,空气进入叶轮后被叶片推动随叶轮高速旋转,空气受到惯性离心力的作用向外甩,使空气加速向外,层层空气受到挤压,使空气的压力和温度升高。空气离开叶轮后进入扩散器,速度降低,压力继续升高。离心式压气机的特点是增压比高,重量轻,但流动损失大,效率低,迎风面积大,多为早期的喷气式发动机采用。

3.燃烧室

燃烧室是燃料与压气机流出的高压空气进行混合并进行燃烧的装置(见图2-74)。在燃烧室内燃料与空气混合燃烧后,燃料的化学能转换为气体的热能,气体的温度大大提高,形成高温高压的燃气向后排出。

图2-74 燃烧室

燃烧室主要由火焰筒、旋流器(涡流器)、燃油喷嘴和燃烧室外套等组成。火焰筒是空气与燃油混合燃烧的地方,火焰筒头部有旋流器和燃油喷嘴。从压气机出来的高压空气在火焰筒头部分为两股,一股(约占空气总量的25%)经火焰筒头部进入火焰筒,与燃油混合进行燃烧;另一股经火焰筒外部与燃烧室外套之间的通道向后流动,对火焰筒进行冷却,最后由火焰筒后部的小孔进入火焰筒,与第一股燃烧后的高温燃气混合,使燃烧室的出口燃气温度降低到涡轮能承受的温度,然后再流向涡轮。

4.涡轮

从燃烧室喷出的燃气和空气吹向涡轮,在气流的作用下使涡轮高速旋转做功,涡轮旋转带动压气机转动。涡轮的基本组成有导向器和工作叶轮(见图2-75),导向器安装在工作叶轮的前面,固定不动;工作叶轮通过轴与压气机转子轴连接。与压气机相似涡轮的导向器中安装有导向器叶片,工作叶轮周围安装有涡轮叶片。从燃烧室流出的气流,首先流过导向器叶片,速度加大、温度和压力降低,其次高速气流就以适当的角度冲击涡轮叶片,使涡轮高速旋转。对于不同型号的涡轮喷气发动机,涡轮可以从一级到很多级,而在前面级的涡轮叶片承受的温度高、转速大,后面级承受的温度低、转速也较小。由于涡轮在高速旋转,使涡轮的材料承受极大的惯性离心力的作用。燃气涡轮发动机工作时,涡轮前的燃气温度越高则发动机对热的利用率越好,经济性越好。但这个温度受到涡轮材料的强度和耐热性能的限制。

5.喷管

喷管安装在涡轮后面,其主要作用是使从涡轮流出的燃气膨胀、加速,增大燃气的动能,提高燃气的速度,使燃气以很大的速度按设计的方向排入大气,从而产生推力。喷管中装有整流锥(见图2-76),使涡轮出来的环状气流经过整流锥后变为柱形向后流动的气流。在大型飞机的喷管中常装有反推装置,当飞机着陆接地后打开反推装置,改变排气方向产生与飞机速度相反的推力,使飞机很快减速,从而缩短着陆时的滑跑距离(见图2-77)。有些喷管还装有消音装置,以减小发动机的排气噪声。

图2-75 导向器和工作叶轮


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