有人曾问起过航空发动机的转子的转向问题,问其是否一致,今天驭风就来解说其中原委。航空涡轮发动机最早由轴流式和离心式组成,之后由于功用不同,派生出了涡喷、涡扇、涡桨、涡轴、和桨扇。我们这儿指的转子主要指的动子,其通过轴悬挂在静子上,也就是所谓轴流式,即通过轴传动动子或叫转子,最早轴流式发动机都是单转子的,但由于单转子发动机由于叶尖切线马赫数的限制,进口部分的转子叶轮直径不能做得更大,在一定的转速情况下,单转子发动机如果前部叶片做过大直径的话,后部小直径叶轮未超过叶尖切线马赫数的情况下,前部已经达到了叶尖切线马赫数的极限,而超过叶尖切线马赫数的后果即是失速,这直接造成了前后进气不匹配,也直接造成了前喘后振,也就是所谓喘振。为了安排前后不同转子的叶轮直径的转速要求,随之产生了双转子,乃至于三转子发动机,其转速分别安排在两种或者三种转速,前部大直径压气机称为低压压气机,其直接与后部大直径的低压涡轮通过低压轴相连,称为低压段,安排在较低转速,而中部较小直径的压气机和较小直径的涡轮则通过高压轴相连,称为高压段,安排在较高转速,低压轴和高压轴是同心套筒相连的轴,通过联轴器相连,而所谓三转子,则是在高压转子和低压转子间安排中压转子,以达到更好压气机整流的目的,两转子和三转子的不同转速通过齿轮箱加以调节。而现在所谓流行的齿轮传动风扇发动机,则是两转子和三转子间的折中安排,即不安排中压轴,而是通过齿轮调速驱动当中的增压级调节出中压转速,以更好的安排不同直径的转子工作在各自合适的转速,以达到更好的整流和压缩空气的效果。解释完了轴流的双转子和三转子发动机,我们回过头来说航空发动机的转子转向问题,最早开始时候,单转子由于工作在同一转速,没有因为双转子或者多转子不同转速的烦恼,而转速的不同则直接造成了轴向和扭矩力不同的问题,也浪费一定的转速,随之科学家通过长时间的不断摸索终于找到了解决的办法,高低压对转,高低转动方向相反,这就相对抵消了轴向和扭矩力的问题,而最早运用这个技术的则是图95熊式轰炸机的两付对转螺旋桨,而俄罗斯的卡莫夫设计局的共轴式直升机的螺旋桨也是采用了这个原理。至于在涡喷和涡扇发动机上的运用,美国最早是在F-22的发动机F上开始运用,而我国在此技术上的运用则始于涡扇-10A太行发动机。科技源于不经意的发现,从轴流式涡轮发动机单转子到多转子人类发展了二十年,而从多转子的同转向到对转转向人类则经历了更长时间,但正因为采用了对转技术,F发动机才积累了从三代发动机到四代发动机坚实的基础,今天的话题就说到这儿,驭风谢谢大家的分享!End!(利刃/驭风)
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