【正文】 HPCHPT ww ?*1**311H PTHPTPHPT Tcw ?? ?? ?????????? ?63 雙轉(zhuǎn)子渦輪噴氣發(fā)動機 ? 低 壓轉(zhuǎn)子的共同工作 ： ? 當按高壓轉(zhuǎn)子在某個轉(zhuǎn)速穩(wěn)定工作時的需要 , 調(diào)節(jié)供油量 , 使高壓渦輪前燃氣溫度為一定數(shù)值 , 相應(yīng)地低壓渦輪前燃氣溫度也就具有某一定的數(shù)值 , 這樣低壓渦輪輸出的功也就有一定值 , 低壓渦輪輸出這么大的功 , 帶動低壓壓氣機到某一轉(zhuǎn)速 , 而使低壓壓氣機所消耗的功恰好等于低壓渦輪輸出的功 , 低壓轉(zhuǎn)子便 自動地 穩(wěn)定在該轉(zhuǎn)速下工作 。 ? ⒋ 雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機與單轉(zhuǎn)子發(fā)動機相比 , 由于在低轉(zhuǎn)速下具有較低的渦輪前燃氣總溫 ,而且壓氣機不易產(chǎn)生喘振 , 因而在加速時可以噴入更多的富裕燃料 , 使雙轉(zhuǎn)子發(fā)動 機具有良好的加速性 。 ? n1 ＜ n2 。 高壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 n2, 常寫成 N2。將標準大氣條件下的相似參數(shù)稱為換算參數(shù)。 ???????? ????????00505,)( TVTVTVVq FFams?05TV?0TV 常數(shù)??0Fs?0TFs55 渦噴發(fā)動機的通用特性 ? ? 在完全膨脹情況下 ,推力為 : ? 當發(fā)動機處于相似狀態(tài)下工作時 , A0 ,Ma保持不變 ,所以 ? 因此 ,當發(fā)動機處于相似狀態(tài)下工作時 ,單位推力 的相似參數(shù) ? 保持不變。例如 : 常數(shù)???0pp i 常數(shù)?0ppi 常數(shù)???0TTi 常數(shù)?0TTi 常數(shù)??0TV i 常數(shù)?0TVi常數(shù)?i?51 渦噴發(fā)動機的通用特性 ? 當發(fā)動機處于相似狀態(tài)下工作時 , 發(fā)動機轉(zhuǎn)速、通過發(fā)動機的空氣流量、發(fā)動機單位推力、發(fā)動機推力、燃油消耗率以及燃油消耗量等性能參數(shù)的絕對值一般各不相同 , 但它們的相似參數(shù)則保持不變。 所以有必要將它們換算成標準大氣條件下 (P0＝ 101325Pa, T0＝ ) 的通用轉(zhuǎn)速特性 , 以便相互比較 。 ? 燃油消耗率隨著馬赫數(shù)的增大而增大 ,且在高馬赫數(shù)范圍增加的更為急劇 。 ? 標準大氣壓： 101325Pa ； 760mmHg ? 對流層： 0~11000米（ 0~36089英尺）。 43 單軸渦噴發(fā)動機的特性 ?高度特性 ? 在給定的調(diào)節(jié)規(guī)律下 , 保持發(fā)動機的的轉(zhuǎn)速和飛行速度不變時 , 發(fā)動機的推力和 燃油消耗率隨飛行高度的 變化規(guī)律。 ? 溫度高 ,熱的空氣難以壓縮 ,使單位推力降低 . ? 大氣壓力 上升，造成各截面的總壓增加，推力增加，而燃油消耗率保持不變。 40 單軸渦噴發(fā)動機的特性 ? 低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)： 轉(zhuǎn)速 推力 。由于在這一狀態(tài)下渦輪前燃氣總溫較高 , 所以 , 在這一狀態(tài)下發(fā)動機的工作時間也受限制。 ? 最大連續(xù)工作狀態(tài) ： 發(fā)動機連續(xù)工作時批準使用的最大推力 , 為了延長發(fā)動機的使用壽命 ,此工作狀態(tài)僅在確保飛行安全時 , 由機長決定使用。余氣系數(shù)比穩(wěn)定工作時大。 ? 大氣溫度 ，密度 ，流量 ，剩余功率 ，加速性差 ? 發(fā)動機的加速性冬天優(yōu)于夏天， ? 大氣壓力 ，密度 ，流量 ，剩余功率 ，加速性好 ? 平原地區(qū)優(yōu)于高原地區(qū)， ? 飛行速度 ，流量 ，剩余功率 ，加速性 好 ? 高速飛行時優(yōu)于低速飛行時。 33 過渡態(tài)下的共同工作 ? 最佳加速供油線： 34 過渡態(tài)下的共同工作 ? 加速過程中： ? 供油量 大于 同一轉(zhuǎn)速時穩(wěn)態(tài)下的供油量 。 ? 最簡單的巡航調(diào)節(jié)是降低發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 , 這樣就可以減小發(fā)動機的推力 , 同時 , 渦輪前燃氣總溫也隨之降低 。 30 調(diào)節(jié)規(guī)律 ? 巡航狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律 。 ? ② 以溫度作為被調(diào)參數(shù) , 必須要有能及時正確地感受溫度的變化 , 且能長期可靠使用的敏感元件 , 這是相當困難的 , 又由于溫度場的不均勻性 ,使得采用第二 、 第三種調(diào)節(jié)規(guī)律的很少 。 又由于有 : mTTc TRw ????????????????????????? 13 111?3T cw ?T?125//?????????nnttzT AA????T?的值可以由改變噴管出口面積來得到。 ???????ccmpTq?????111111=常數(shù) 27 調(diào)節(jié)規(guī)律 ? n＝ nmax ＝常數(shù)和 T*3＝常數(shù)的最大工作狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律 ? 在這種調(diào)節(jié)規(guī)律下 , 壓氣機功和渦輪功的平衡關(guān)系是通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動來保證的即由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器改變供油量 ,以保證轉(zhuǎn)速 n＝常數(shù) ,噴管面積調(diào)節(jié)器來保證渦輪前燃氣總溫＝常數(shù) , 即 ? qmf → n＝常數(shù) 。 n ─ 被調(diào)參數(shù) 。 ? 提高發(fā)動機推力的限制因素 : ? 首先是發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速 n, 由于發(fā)動機轉(zhuǎn)子零件強度的限制 , 不允許超過規(guī)定的最大值 。 24 調(diào)節(jié)規(guī)律 ? 調(diào)節(jié)規(guī)律 :最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律和巡航狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律 。 23 穩(wěn) 態(tài)下的共同工作 ? ⒌ 可調(diào)導向葉片和整流葉片 ? 當發(fā)動機的換算轉(zhuǎn)速減小時 , 壓氣機的喘振裕度 將減小 , 這時可調(diào)導向葉片順壓氣機旋轉(zhuǎn)的方向 轉(zhuǎn)動一個度 , 即減小導向葉片和前幾級靜子葉片 的安裝角 , 使轉(zhuǎn)子葉片上氣流攻角減小 , 喘振邊 界線左移 , 同時使共同工作線右移 , 從而增大了 喘振裕度 , 如圖所示。 這種情況是由兩方面的原因造成的 : ? 壓氣機的設(shè)計增壓比不同 , 共同工作線的斜率不同 ,設(shè)計增壓比愈高 ,共同工作線愈平緩 。 21 穩(wěn) 態(tài)下的共同工作 ? ⒊ 壓氣機設(shè)計增壓比 ? 壓氣機設(shè)計增壓比影響共同工作線的位置。 ? 渦輪與噴管的共同工作條件就是流過渦輪與流過噴管的流量相等 , 由此 得到 ? 當渦輪導向器和噴管都處于臨界或超臨界工作狀態(tài)時 ,則有 ? 由上式可知 , 在渦輪導向器不可調(diào)的情況下 ,渦輪落壓比 的變化與 噴管出口面積 成正比 。 ? 也就是說 , 在同一轉(zhuǎn)速下 ,噴管處于亞臨界狀態(tài)時所需要的渦輪前燃氣總溫比噴管處于超臨界狀態(tài)時的高 ,即 共同工作點將沿等轉(zhuǎn)速相似參數(shù)線向喘振邊界方向移動一定的距離 ,共同工作線也隨著向喘振邊界方向移動一定的距離。 而當轉(zhuǎn)速相似參數(shù)減小時 , 共同工作點沿共同工作線向下移動 。 ? 如果渦輪落壓比保持不變 , 壓氣機功越大 , 則所需要的渦輪前燃氣總溫越高 。 ? 該 渦輪－壓氣機共同工作方程 可以表示在壓氣機特性圖上 。 ? ⑺ 在給定壓氣機轉(zhuǎn)速的相似參 數(shù)和流量相似參數(shù)時 , 如為設(shè)計 值 ,則有： ? 該式表明 , 若要使發(fā)動機工作 在設(shè)計狀態(tài)下 , 則要求渦輪導 向器最小截面面積與渦輪前燃 氣總溫的相似參數(shù)的比值應(yīng)為 常數(shù)。但是 , 增加 , 使 ＝常數(shù)線的斜率增大 , 與給定轉(zhuǎn)速的等轉(zhuǎn)速線的交點 , 即共同工作點向喘振邊界靠近。 12 穩(wěn) 態(tài)下的共同工作 ? ⑶ 在發(fā)動機轉(zhuǎn)速很小時 , 渦 出 輪導向器處于亞臨界工作狀態(tài) , C值不再為常數(shù)等溫度相似線變 得彎曲 , 并交匯于 ＝１的點。, )( ???? qATpKqATpKqtttgm ?? ??tbttc qqTTAAKKpp??????)()(***** 113139。 )( *2*3 TT ? )( *2*3 TT ?9 穩(wěn)態(tài)下的共同工作 ? 穩(wěn)定工作的共同工作方程 ? ⒈ 壓氣機特性圖上的等 線 ? 根據(jù)流量連續(xù)有 ： ? 如果取