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民航概论_魏全斌(第四节 飞机的动力装置) 第(5/9)页

图2-76 整流锥

图2-77 几种推力反向方法

涡轮喷气发动机是最先被设计和制造出的燃气涡轮发动机,涡轮喷气发动机的压气机、燃烧室和涡轮合称核心机或燃气发生器。涡轮喷气发动机的结构简单、重量轻、推力大,适应于高速飞行,但它的油耗大、经济性差。后来,人们在此基础上根据不同的需要,又研究和制造出了涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机和桨扇发动机。

(二)涡轮螺旋桨发动机

涡轮喷气发动机(见图2-78)适用于超音速飞行,但在低速、低亚音速飞行时,推进效率低、经济性差。而螺旋桨在这个速度范围内推进效率高,但传统的带动螺旋桨工作的活塞发动机结构复杂、重量大,在涡轮喷气发动机出现之后,人们就将喷气式发动机和螺旋桨结合,发明了涡轮螺旋桨发动机。涡轮螺旋桨发动机简称涡桨发动机,它用涡轮喷气发动机输出一个轴功率来带动螺旋桨旋转而产生推动力,驱动飞机前进。目前从事航空运输的螺旋桨飞机几乎都采用涡轮螺旋桨发动机。

图2-78 涡轮螺旋桨发动机

涡轮螺旋桨发动机的基本构造和涡轮喷气发动机的类似,它同样包括进气道、压气机、燃烧室、涡轮和喷管。所不同的是比涡轮喷气发动机多了螺旋桨和减速器。涡轮螺旋桨发动机的压气机有离心式、轴流式和组合式的压气机。螺旋桨和压气机共用一根轴同涡轮连接的,叫做单轴式涡轮螺旋桨发动机,螺旋桨和压气机各用一根轴分别与涡轮连接的,叫双轴式涡轮螺旋桨发动机,这种双轴式的涡桨发动机采用两套涡轮,一套工作涡轮和压气机相连,以高转速工作;另一套独立涡轮安装在带动压气机的工作涡轮之后,转速较低,并通过减速器带动螺旋桨旋转。涡轮螺旋桨发动机产生的动力以螺旋桨的推动力为主,约占全部推进动力的90%,喷管喷出的燃气所产生的推力只占10%。由于螺旋桨推进效率随速度的增大而减小,因此适用于飞行速度在600千米/小时以下的飞机。通常在中速客机和支线飞机以及小型飞机上采用涡轮螺旋桨发动机作为飞机的动力装置。

(三)涡轮风扇发动机

由于高速时螺旋桨的效率迅速下降,经济性变差,涡轮螺旋桨发动机不适宜于在高速条件下飞行。为了提高飞机的飞行速度,人们又研制出了一种直径较小的增压风扇代替涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨,并在风扇外面罩以外壳,由于风扇的叶片大大缩短,并被放入一个有限直径的涵道内,从而避免了螺旋桨高速转动时桨尖产生激波的情况,使飞行速度得以提高。这种发动机称为涡轮风扇发动机,简称“涡扇发动机”,它是目前广泛使用的航空燃气涡轮发动机之一(见图2-79)。

图2-79 涡轮风扇发动机

涡扇发动机是由涡轮喷气发动机加一外壳和风扇组成,这种发动机具有内、外两个气流通道,分别称为内涵道和外涵道,因此涡扇发动机又称为内外涵发动机。内涵道类似于涡轮喷气发动机,外涵道则为风扇环形气流通道。涡扇发动机工作时,空气经进气道流过风扇,流过风扇的空气分成两股。一股进入内涵道,经过压气机空气被压缩后与燃烧室的燃油混合燃烧,形成高温高压燃气推动涡轮旋转,涡轮又带动压气机和风扇,最后燃气通过喷口喷出,产生推力;另一股经过高速旋转的风扇后空气的速度增加从外涵道排入大气,产生推力。


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