【正文】 同時(shí)也感謝動(dòng)力系為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。即使是已取得階段成果的預(yù)研項(xiàng)目，如果不能繼續(xù)獲得國(guó)家的經(jīng)費(fèi)支持，也難免“中途夭折”。我們制作的原理樣機(jī)，因經(jīng)費(fèi)不足，工裝毛坯不齊、附件湊合選用，未能做到量體裁衣、精雕細(xì)刻，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的重量比設(shè)計(jì)指標(biāo)有些“超重”，而減重卻不太容易。3）在設(shè)計(jì)和調(diào)試中，尤其要重視熱端部件的強(qiáng)度和剛度。設(shè)計(jì)、計(jì)算是第一步；加工裝配是第二步；而大量的工作還在第三步—調(diào)試、排故、改進(jìn)、鑒定、定型。結(jié)論微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)是推進(jìn)動(dòng)力/能源系統(tǒng)研究的新興領(lǐng)，具有尺寸小、重量輕、能量密度高、推重比大的優(yōu)點(diǎn)。這樣省去了復(fù)雜的滑油循環(huán)系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)重量。因此，小型和微型發(fā)動(dòng)機(jī)中廣泛地采用了高精度陶瓷軸承的支承結(jié)構(gòu)。高速滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中的主要問(wèn)題是：高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體產(chǎn)生很大離心力和陀螺力矩，增大了軸承的負(fù)荷，且相于對(duì)軸承圈套的滑動(dòng)量增大，導(dǎo)致軸承溫升提高，使用壽命下降，剛度和精度降低。圖56 導(dǎo)流錐 機(jī)匣機(jī)匣由前后兩個(gè)部分組成（如圖 57），前機(jī)匣用螺釘與進(jìn)氣口及軸承機(jī)匣連接，后機(jī)匣前端也用螺釘與導(dǎo)流器及軸承機(jī)匣連接，后機(jī)匣上有點(diǎn)火器安裝孔，后機(jī)匣后端用螺釘與錐形尾噴管連接。 導(dǎo)流器導(dǎo)流器（見(jiàn)圖55）沒(méi)有離心載荷，強(qiáng)度問(wèn)題不突出，可是由于“熱”的作用，除了采用具有良好高溫性能的材料，以保證零組件在高溫下安全可靠地工作外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，熱應(yīng)力、熱變形、熱定心以及熱沖擊、熱疲勞等問(wèn)題已成為突出問(wèn)題。但如需要維修拆下輪盤再裝配時(shí)很可能會(huì)造成動(dòng)平衡破壞，這將難以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡。它的功能主要是將煙氣的動(dòng)能與熱能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功，帶動(dòng)壓氣輪等其它部件。在蒸發(fā)式燃燒室內(nèi)，油氣的混合提前在蒸發(fā)管內(nèi)進(jìn)行。燃油充分吸熱蒸發(fā)，在微小空間中與氣體混合，利用燃燒室的幾何形狀形成穩(wěn)定火焰。它將葉片、腹板做成一體，并與軸套聯(lián)結(jié)成一整體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成擴(kuò)壓器組件，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝座固定在外殼上。壓氣輪采用與軸接觸的圓柱面定心，螺母連接傳力，磨擦傳扭，后端面定位。微型壓氣輪存在粘性效應(yīng)強(qiáng)、漏氣損失大等問(wèn)題。本章以微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件為研究對(duì)象，分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能優(yōu)缺點(diǎn)。（41）（42） 本章小結(jié)通過(guò)流體力學(xué)仿真對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣輪性能參數(shù)進(jìn)行仿真計(jì)算。圖47 壓氣輪流道截面壓力分布圖經(jīng)過(guò)仿真計(jì)算得到壓氣輪出口平均壓力為193365Pa，*m。設(shè)置邊界條件后的仿真模型如圖45所示，然后開始仿真計(jì)算。流體仿真物理模型如圖43，44所示。由于微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)能量損失較大，故選擇效率較高的后彎型葉輪.。 壓氣輪的結(jié)構(gòu)根據(jù)壓氣輪的結(jié)構(gòu)形式和空氣的流動(dòng)特點(diǎn)可將其分為軸流式、離心式(或稱徑流式)以及軸流與離心組合(混流)式3類。圖37 燃燒器在燃燒室內(nèi)燃燒試驗(yàn) 本章小結(jié)本章對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料進(jìn)行燃燒試驗(yàn)。圖34 燃燒器噴氣燃燒試驗(yàn) 燃燒器與外缸配合在燃燒室外缸（見(jiàn)圖35）制作好之后，將燃燒器放入，進(jìn)行燃?xì)鈱?shí)驗(yàn)，燃燒情況如圖36所示。圖33 汽油的燃燒試驗(yàn) 燃?xì)鈱?shí)驗(yàn)本文中，我們制作的10厘米級(jí)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)以液化石油氣為燃料，在制作燃燒器和燃燒室的過(guò)程中，我們分階段進(jìn)行燃?xì)鈱?shí)驗(yàn)，觀察其燃燒情況。 燃料為柴油和汽油混合物混合物中柴油與汽油比例約為4:1。3. 1 燃油試驗(yàn)燃油實(shí)驗(yàn)裝置（圖31）由注射器，導(dǎo)管和細(xì)針頭組成，如圖31所示。只單獨(dú)使用普通汽油也是可行的，但是單位體積的熱值稍低，而且有可能在渦噴外部產(chǎn)生汽油和空氣的爆炸性混合物。柴油或者相似的燃料，比如煤油或液體石蠟，都有著差不多的最大發(fā)熱量，適合作為微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。在組裝過(guò)程中，要注意零件之間的配合，部分零件組裝圖如圖220，221，222所示。外部殼體留有引腳，打孔彎曲后用來(lái)與渦噴主體連接。最后，導(dǎo)流器組合后如圖216所示。圖213 扭轉(zhuǎn)渦輪葉片 圖214 渦輪 導(dǎo)流器。然后在數(shù)控銑床上加工出毛坯。再將前端蓋與外套焊接在一起，然后用高溫膠將連接處的縫隙密封。然后再將制作好的不銹鋼圈插到杯底的圓孔處，用點(diǎn)焊機(jī)焊接固定。外套（見(jiàn)圖211）選用直徑100mm的不銹鋼杯制作。在紙上畫出1:1的平面內(nèi)壁圖紙，然后黏貼到不銹鋼板上，在搖臂鉆上打孔。燃燒室由三部分組成，即前端蓋、內(nèi)壁和外套。 噴油管制作完成之后，用高溫密封膠將其和供油圈粘接。接下來(lái)加工噴油管。用小方挫在標(biāo)記的地方挫出小坑。選取外徑4mm的銅管，用相應(yīng)直徑的模型將其彎曲成弧形。將不銹鋼杯子洗凈擦干之后，固定在線切割機(jī)上，保留缸底，切割去杯口部分，剩下的杯體長(zhǎng)度為100mm。由于與軸承連接處有特殊的要求，需要根據(jù)粗糙度及配合公差用相應(yīng)精度的磨具磨成。加工后得到的壓氣輪如圖24所示。 進(jìn)氣口圖22是進(jìn)氣口的設(shè)計(jì)圖，進(jìn)氣口外側(cè)輪廓為光滑弧線，實(shí)際加工過(guò)程中，為了加工方便，將外輪廓線加工成直線，如圖23所示。煙氣流過(guò)導(dǎo)流器，沖擊渦輪做功，渦輪通過(guò)軸傳動(dòng)帶動(dòng)壓氣輪轉(zhuǎn)動(dòng)。圖21是10厘米級(jí)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單形式的典型結(jié)構(gòu)。 本文主要研究?jī)?nèi)容本文開展的工作主要針對(duì)10厘米級(jí)微型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行了實(shí)際制作和理論分析，具體工作如下：1）微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的零件加工和組裝；2）微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的燃燒試驗(yàn)研究；3）微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣輪的數(shù)值仿真和效率計(jì)算；4）微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析。圖12 斯坦福大學(xué)的MTE3）更大一些的MTE，直10厘米左右，推力從5N～100N不等(見(jiàn)圖13)。國(guó)內(nèi)目前對(duì)于微型發(fā)動(dòng)機(jī)的研究還停留在理論階段，和國(guó)外相比還有較大的差距[2]，這需要加大對(duì)于微型發(fā)動(dòng)機(jī)的研究力度，在世界微型發(fā)動(dòng)機(jī)的研究領(lǐng)域占有一席之地。上海交通大學(xué)針對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒關(guān)鍵技術(shù)，開展微細(xì)異型腔內(nèi)氫氣與空氣預(yù)混燃燒特性試驗(yàn)研究。 國(guó)內(nèi)外技術(shù)研究與發(fā)展現(xiàn)狀微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。它還可以作為將來(lái)的野戰(zhàn)便攜式能源，它體積小、重量輕，以加油的方式補(bǔ)充能源比充電更為方便快捷。近幾年，微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)得到了大力發(fā)展，并已進(jìn)入學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的合作階段，正在開發(fā)各種面向軍、民領(lǐng)域的產(chǎn)品。在普通尺寸的航空飛行器中，由于對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)功率重量比的迫切要求，人們首次研制出了渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。我國(guó)最近幾年也對(duì)微型飛行器給予了很大的重視，開始了相關(guān)技術(shù)的研究。 bustion。運(yùn)用SolidWorks軟件的數(shù)值模擬功能，建立仿真模型，設(shè)置邊界條件后，計(jì)算壓氣輪的增壓比和效率。本文以10厘米級(jí)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)作為研究對(duì)象，根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，制作發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)，并進(jìn)行燃燒試驗(yàn)和零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析。 FD364的設(shè)計(jì)合理的利用壓氣機(jī)的空氣，將溫度控制在600度以下，從而保證各部件的強(qiáng)度。靈敏度相當(dāng)高。 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)材料為不銹鋼為主，材料成本很低，如果從材料本身的價(jià)值來(lái)說(shuō)，以廣州為例，也就100元上下，但由于個(gè)人愛(ài)好者，有些可能無(wú)機(jī)床，氬弧焊的話，到外面加工的人力成本會(huì)貴過(guò)材料費(fèi)。 渦噴自制問(wèn)題解答： 1:.發(fā)動(dòng)機(jī)如何自己設(shè)計(jì)？ 到哪里找材料，價(jià)錢如何？ 模型用的發(fā)動(dòng)機(jī)不是大的發(fā)動(dòng)機(jī)的按比列縮小，任何試圖這樣做都很可能是失敗。謝謝合作?。。×硗?，制作中一定要有安全意識(shí)，?。?！切記與高速運(yùn)轉(zhuǎn)物體，與火打交道，安全第一！ 安全守則： 渦噴的制作不同于其他模型 ，由于渦噴在高溫與高速條件下工作 如果你不想被當(dāng)成烤鴨請(qǐng)注意下面的事項(xiàng)??！ ，玩火要有科學(xué)知識(shí)指導(dǎo)。 。值得推薦的是英國(guó)人Kurt Schreckling設(shè)計(jì)的FD364航模渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，開創(chuàng)了小型發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)先河，用一個(gè)簡(jiǎn)單方法制作的放射式壓氣機(jī)，環(huán)型燃燒室，一個(gè)用簡(jiǎn)單方法制做出來(lái)的渦輪，達(dá)到了良好的效果。但也無(wú)妨。足以完成渦輪的動(dòng)平衡調(diào)試。 在運(yùn)行中我們要注意發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度不能超高。通過(guò)制作10厘米級(jí)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，研究了微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)零件的制作方法，積累了零件加工的經(jīng)驗(yàn)，也增強(qiáng)了動(dòng)手實(shí)踐的能力。對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件進(jìn)行研究，分析壓氣輪、擴(kuò)壓器、燃燒室、渦輪等零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 numerical simulation。開展微型飛行器技術(shù)研究，需要解決的最為關(guān)鍵的技術(shù)之一就是高能量密度的微型動(dòng)力裝置的研究。所以，微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)(Micro Turbine Engine, MTE)是作