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中国涡扇10/10A发动机发展历程


  先说明一部高性能涡轮扇喷射引擎应俱备的条件:


  目前军用涡轮扇喷射引擎几乎都是双轴(dual-pool stage),有四大部分:(1)双轴系压缩机(dual-axial compressor)由低压压缩机(LPC)及高压压缩机(HPC)组成、(2)燃烧机、(3)双轴系涡轮,即高压涡轮(HPT)及低压涡轮(LPT),(4)后燃器。


  设计高性能涡轮扇喷射引擎必须要注重以下三大问题:


  1、避免压缩机叶片因转速过,快造成压缩机后部各级堆积空气,或进气道气流畸变而导致的失速(compressor surge),故须有各种纠正措施。举例说明,J79-GE-15涡喷发动机依赖调整高低二级压缩机转速比,让压缩机在任何情况下能够匹配。当后部阻塞时,应用前6级可变倾角静子叶片,调整角度以疏导气流。气流依序通过2级风扇、6级低压压缩机及7级高压压缩机,获得总压比17。千万记住,如何以最少的级数获得高压缩比,才是判断喷射发动机设计技术的重要指标。


  2、减轻压缩机重量,以使离心力及大量施功于空气所生的机械负荷,不超过制造压缩机叶片所用合金所能承受的最大的机械强度。故前部压缩机叶片可用钛合金,后部压缩机叶片因温度升高必须用其他耐高温合金。


  3、使涡轮工作更有效,以带动压缩机更快旋转。所以必须要产生让涡轮运转更快的高温气体,同时减轻涡轮自身重量。于是就须要提高涡轮进气温度,及应用高强度及更耐来制造叶片。对涡轮叶片性能影响最大的是高温合金的铸造技术。当然那根涡轮轴的加工精度也很重要,否则摩擦热会烧毁引擎。


  先谈一些技术指标的意义


  1、旁通比(BPR)= 旁通的气体质量 / 流进核心机的气体质量。高BPR意味著更少的空气流过核心机,所以提高总压缩比就越容易,这是涡扇喷射引擎的基本想法。根据推进效率,涡轮扇引擎在亚音速飞行中,BPR越大,燃油耗油率越低。另一方面,低BPR说明更多的空气流过核心机,在超音速飞行中,在加力状态下,低BPR能使单位流量推力增加,燃油耗油率降低。

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点击数:  更新时间:2005-1-3 21:57:57
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