涡扇发动机原理及图片
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涡扇发动机原理
1 涡扇发动机原理
涡扇发动机是将两个涡轮的动量转换为轴向前进的动能的发动机。
原理为:将输入涡轮上的气体膨胀,然后导入辐射涡轮——联合涡轮,最终形成推力推动轴,实现轴向运动。
涡扇发动机通常有三个部分组成:进气涡轮、喷射涡轮和排气涡轮。
1.1 工作原理
首先,输入涡轮通过带来的机械能,将压缩后的气体送入进气涡
轮内。
在进气涡轮内,气体依次进行混合、压缩和膨胀三个过程。
气
体通过进气涡轮后进入喷射涡轮内,在喷射涡轮内,气体受到喷射涡
轮的带动着沿着叶轮,运动着完成进一步混合和膨胀,产生足够的压
力力来推动排气涡轮,形成推力,输出推力推动轴运动。
排气涡轮通
过排气口把气体排出,完成涡扇发动机的一次循环过程。
1.2 特点
涡扇发动机的特点是:飞行速度快且噪音小。
由于其内部叶轮速
度较快,实现的轴向动能更大,因而飞行速度快。
而噪音和振动的小
得多,泄漏的气体较少,所以环保性能也好。
此外,涡扇发动机采用了流体动力学原理,能够对发动机性能进
行细微调节,有效提高了飞机续航时间。
涡扇发动机应用也十分广泛,用于飞机,宇宙飞船和潜艇上。
2 结论
通过以上介绍可知,涡扇发动机有着高效、静音、环保及高可靠性等特点,应用广泛,可在空中、海中等条件下使用,得到了广泛应用。
涡扇发动机原理
涡扇发动机是一种高效的航空发动机,它的工作原理基于对气体流动的控制和利用。
涡扇发动机由多个主要部分组成,包括压气机、燃烧室、涡轮和喷管。
首先,外部空气通过进气口进入发动机,并被压气机压缩。
压气机使用一系列叶轮将空气压缩,增加气体压力和温度。
接下来,经过压缩的空气进入燃烧室,与燃料混合并点燃。
燃烧室内燃烧产生的高温高压气体经过喷嘴喷出,推动涡轮转动。
涡轮连接到压气机的叶轮,通过传递能量给压气机,使其保持运转。
同时,涡轮的运转也为发动机提供动力。
由于涡轮运转时气体有较高的动能,为了提高发动机效率,需要在涡轮后安装一个扩压喷管。
喷管通过适当的形状和尺寸,使气体可以扩流并加速排出,产生推力。
喷出的气流既能提供推力,又能减小发动机的后向推力。
总之,涡扇发动机通过将空气压缩并与燃料混合燃烧,利用燃烧产生的高温高压气体推动涡轮运转,并通过喷管喷出气体产生推力,实现飞机的推进。
其优势包括高效能和低噪音。
涡扇15发动机原理以涡扇15发动机原理为标题,我们将详细介绍涡扇15发动机的工作原理。
涡扇15发动机是一种高性能的喷气式发动机,广泛应用于民用和军用飞机中。
涡扇15发动机是一种涡轮风扇发动机,它采用了涡轮增压器和风扇两个级别的压气机。
其工作原理如下:1. 压气机部分:涡扇15发动机的压气机由多个级别组成,每个级别都有一组转子和定子。
当发动机启动后,压气机的转子开始旋转,通过离心力将空气压缩并推向下一个级别。
这样逐级压缩的过程使得空气的压力和温度不断增加。
2. 燃烧室部分:在压气机的末级,空气被引导进入燃烧室。
在燃烧室中,燃料被喷射进入高温和高压的空气中,然后燃烧产生高温高压的燃气。
这些燃气通过喷嘴喷出,产生推力。
3. 高压涡轮部分:燃气喷出后,通过高压涡轮的作用,将其中一部分能量转化为机械能,驱动压气机的转子旋转。
高压涡轮的转子与压气机的转子通过轴连在一起,共同组成了一个整体。
4. 低压涡轮部分:燃气通过高压涡轮后,流经燃气发生器,再通过低压涡轮。
低压涡轮的转子则驱动着风扇转子的旋转。
风扇是涡扇15发动机的重要组成部分,它通过产生大量的气流来提供额外的推力。
5. 喷管部分:经过低压涡轮后,燃气流向喷管。
喷管的设计有助于加速燃气排出,产生更大的推力。
喷管还能改变喷气流的方向,从而提供飞行中所需的推力调整和机动性。
涡扇15发动机的工作原理可以总结为:通过压气机将空气压缩,然后在燃烧室中与燃料混合并燃烧产生高温高压的燃气,燃气通过高压涡轮和低压涡轮的作用驱动压气机和风扇旋转,最后通过喷管排出产生推力。
涡扇15发动机具有高效、可靠和推力大的特点,广泛应用于各类飞机中。
它的工作原理基于涡轮增压和风扇的组合,能够提供足够的推力和燃料效率,满足飞机在不同飞行阶段的需求。
不断的技术创新使得涡扇15发动机在性能和可靠性上得到了进一步的提升,为航空工业的发展做出了重要贡献。
涡喷、涡扇、涡桨、涡轴傻傻分不清?今天我们就来讲讲清楚提及航空发动机,其种类之多让我们眼花缭乱,⽽涡喷、涡扇、涡桨、涡轴这四⼤类航空发动机出现频率是最⾼的,但是有多少⼈清楚的知道他们之间的区别、优劣以及性能呢?你真的能分清它们吗?今天,就让我来为⼤家简单介绍⼀下。
涡轮喷⽓发动机涡喷发动机通常⽤于⾼速飞机,其完全依赖燃⽓流产⽣推⼒,它主要有两种类型,分别是离⼼式(离⼼式由英国⼈弗兰克·惠特尔爵⼠于1930年发明,但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第⼀次上天,也没有参加第⼆次世界⼤战)和轴流式(诞⽣在德国,世界上第⼀款喷⽓式发动机——Me-262就是采⽤轴流式涡喷发动机作为动⼒)。
涡喷发动机⼤体由进⽓道、压⽓机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,飞机飞⾏时空⽓先进⼊进⽓道,通过管道调整使⽓流达到合适的速度,之后压⽓机对⽓流加压加热(在亚⾳速时,压⽓机是⽓流增压的主要部件),流⼊燃烧室后形成⾼温⾼压燃⽓,在涡轮内经过燃烧后的⽓流能量⼤⼤增加,由于涡轮内的膨胀⽐远⼤于压⽓机中的压缩包,因此涡轮出⼝处的⽓流压⼒和温度要⽐进⽓⼝处⾼很多,这部分⾼温⾼压⽓流在尾喷管内继续膨胀,随后⾼速沿发动机轴向从喷⼝向后排出,就是这部分⽓流使涡喷发动机产⽣了推⼒。
理论上来说,⽓流从燃烧室中出来后,温度越⾼能量就越⼤,发动机所获得的推⼒也就越⼤,但是由于涡轮材料的限制,推⼒最多只能达到1650KN左右,⽽要想在短时间内增加推⼒,现代的普遍做法是在涡轮后再加上⼀个加⼒燃烧室,在其中喷⼊燃油让未充分燃烧的燃⽓与喷⼊的燃油混合再次燃烧,由于加⼒燃烧室内⽆旋转部件,温度可达2000℃,能使发动机的推⼒增加⾄原来的1.5倍左右。
但是其缺点就是会使油耗急剧加⼤,同时过⾼的温度也会影响发动机的寿命。
▲前苏联的传奇战⽃机⽶格-25⾼空超⾳速战机即采⽤留⾥卡设计局的涡喷发动机作为动⼒,曾经创下3.3马赫的战⽃机速度纪录与37250⽶的升限纪录。
飞机涡扇发动机的工作原理飞机涡扇发动机是现代喷气式飞机的主要动力装置。
它的工作原理是通过推力产生器来产生动力,推动飞机向前飞行。
涡扇发动机的工作原理可以分为以下几个方面来详细解释。
一、压气机涡扇发动机中的压气机是发动机的关键部件之一。
它的作用是将进气口处的空气进行压缩,增加气体的密度和压力。
压气机通常由多级气体压缩器组成,每级都有一系列旋转和静止的叶片。
当空气通过压气机时,旋转的叶片将空气捕捉并将其压缩。
这样,空气的能量和密度就会增加,为后续的燃烧提供了条件。
二、燃烧室在涡扇发动机中,燃烧室起着将燃料和压缩空气混合并点燃的关键作用。
燃烧室通常位于压气机后方,通过喷嘴将燃料喷入,并点燃混合气体。
当燃料燃烧时,会释放出大量的热能,使气体的能量进一步增加。
这些高温高压的气体会通过喷嘴排出燃烧室。
三、涡轮系统涡轮系统是推动涡扇发动机工作的关键组成部分。
它由高压涡轮和低压涡轮组成,这些涡轮通过轴连接在一起。
高压涡轮由排气的高温高压气体驱动,将其转化为机械能。
而低压涡轮则通过轴连接在高压涡轮的后方,在高压涡轮的作用下旋转。
涡轮的转动会驱动压气机和其他系统的旋转,形成一个连续的动力循环。
四、喷气推力喷气推力是涡扇发动机最终产生的动力形式。
当高温高压气体通过喷嘴喷出时,会产生一个巨大的推力,推动发动机向前飞行。
这是因为气体在喷射过程中产生了一个反作用力,根据牛顿第三定律,发动机会因此受到一个相等大小、方向相反的推力。
喷气推力越大,飞机的加速度就越大,飞行速度也会相应增加。
五、涡旋效应涡扇发动机在运行过程中还会引起涡旋效应,这是由于气体的喷射过程中,与周围空气的相互作用产生的。
涡旋效应会产生一个旋转的气体流,这个气体流会与机身和机翼等飞机结构相互作用。
利用涡旋效应可以增加飞机的升力和稳定性,提高飞行的效率。
综上所述,飞机涡扇发动机的工作原理包括压气机、燃烧室、涡轮系统、喷气推力和涡旋效应等关键部分。
通过这些部件的相互协作,涡扇发动机能够将燃料能量转化为推力,推动飞机进行飞行。
飞行原理(HowAndWhy)升力原理:飞机是比空气重的飞行器,因此需要消耗自身动力来获得升力。
而升力的来源是飞行中空气对机翼的作用。
在下面这幅图里,有一个机翼的剖面示意图。
机翼的上表面是弯曲的,下表面是平坦的,因此在机翼与空气相对运动时,流过上表面的空气在同一时间(T)内走过的路程(S1)比流过下表面的空气的路程(S2)远,所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气快(V1=S1/T> V2=S2/T1)。
根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比。
”,因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。
F1、F2的合力必然向上,这就产生了升力。
从机翼的原理,我们也就可以理解螺旋桨的工作原理。
螺旋桨就好像一个竖放的机翼,凸起面向前,平滑面向后。
旋转时压力的合力向前,推动螺旋桨向前,从而带动飞机向前。
当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑,而有着复杂的曲面结构。
老式螺旋桨是固定的外形,而后期设计则采用了可以改变的相对角度等设计,改善螺旋桨性能。
飞行需要动力,使飞机前进,更重要的是使飞机获得升力。
早期飞机通常使用活塞发动机作为动力,又以四冲程活塞发动机为主。
这类发动机的原理如图,主要为吸入空气,与燃油混合后点燃膨胀,驱动活塞往复运动,再转化为驱动轴的旋转输出:单单一个活塞发动机发出的功率非常有限,因此人们将多个活塞发动机并联在一起,组成星型或V型活塞发动机。
下图为典型的星型活塞发动机。
现代高速飞机多数使用喷气式发动机,原理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力则推动飞机向前。
下图的发动机剖面图里,一个个压气风扇从进气口中吸入空气,并且一级一级的压缩空气,使空气更好的参与燃烧。
风扇后面橙红色的空腔是燃烧室,空气和油料的混和气体在这里被点燃,燃烧膨胀向后喷出,推动最后两个风扇旋转,最后排出发动机外。
而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上,因此会带动压气风扇继续吸入空气,从而完成了一个工作循环涡轮喷气发动机这类发动机的原理基本与上面提到的喷气原理相同,具有加速快、设计简便等优点。
看完终于明白:涡扇、涡喷、涡桨3款航空发动机的区别
我们经常看到的飞机包括:战斗机、大型运输机、民航飞机等都是用喷气式发动机。
其实,喷气式发动机分为:涡轮喷气发动机(涡喷)、涡轮风扇发动机(涡扇)和涡轮螺旋桨发动机(涡桨)这三种。
涡轮喷气发动机:是把燃烧后的气体直接喷出去,靠着喷出气流的推力提供动能。
优点:是高速性特别好,缺点是:燃油经济性差。
涡喷发动机主要应用于:一般的战斗机、轰炸机、无人机上使用。
涡轮风扇发动机:为了提高热传递效率,涡扇发动机不直接把气
体排出,而是通过内涵道推动风扇转动,风扇转动产生的气体推动飞机飞行。
涡扇发动机优点:省油。
相对缺点是:速度没有涡喷快,
所以,一般应用于民航飞机,比如:波音747 737等和空客A380等民用飞机。
涡轮螺旋桨发动机:为了更好提高热效率,工程师就必须再加大风扇直径,风扇直径大到飞机发动机内放不下,没办法再把风扇放外面,这样就形成了涡桨发动。
也可以说涡桨发动机就是大涵道比的涡扇发动机。
只是发动机转速太高必须有个齿轮箱来减速,这样才能让大风扇转速降下来,让风扇的风力带动飞机飞行。
涡桨发动机优点:
省油、维修简单。
缺点是:飞行速度会更慢。
涡桨发动机主要应用于军用运输机,如:C-130大力神运输机、安-22运输机。
其实,这三款发动机的核心原理都差不多,只是根据燃油经济、实际用途不同分成三种结构。
最难加工的永远是叶片,提高叶片寿命就等于提高航空发动机的寿命,这点上我国还有很长时间的路要走。
飞机涡扇发动机原理
嘿,你知道飞机能在天空中自由翱翔的秘密之一是什么吗?那就是神奇的涡扇发动机啦!
想象一下,涡扇发动机就像是一个超级大力士,能给飞机提供强大的动力。
它主要由风扇、压气机、燃烧室和涡轮等部分组成。
风扇就像是一个超级大扇子,呼呼地把大量空气吸进来。
这些空气一部分直接从发动机外面流过,就像一阵风一样,能给飞机带来额外的推力。
另一部分空气则进入到压气机里。
压气机就像是一台空气压缩机,把空气使劲压缩,让它们变得更密集。
就好像我们把一团棉花用力压小一样。
接着,这些被压缩的空气就会进入燃烧室。
燃烧室就像是一个大火炉,燃料在里面燃烧,产生巨大的热量和能量,让空气急剧膨胀。
最后,膨胀后的空气冲向涡轮。
涡轮就像是一个被风吹动的风车,快速地转动起来,并且带动前面的风扇和压气机一起工作。
这样,涡扇发动机就源源不断地产生强大的推力,推动着飞机在天空中飞行啦!就好像我们骑自行车,脚用力蹬,车子就向前跑一样。
下次当你看到飞机在天空中飞过的时候,就可以想象一下它肚子里的涡扇发动机这个大力士正在努力工作呢!是不是很有趣呀!。
涡扇发动机原理涡扇发动机是喷气发动机的一个分支,从血缘关系上来说涡扇发动机应该算得上是涡喷发动机的变种。
从结构上看,涡扇发动机只不过是在涡喷发动机之前(之后)加装了风扇而已。
然而正是这区区的几页风扇把涡喷发动机与涡扇发动机严格的区分开来。
涡扇发动机仗着自已身上的几页风扇也青出于蓝。
现代的军用战斗机要求越来越高的机动性能,较高的推重比能赋予战斗机很高的垂直机动能力和优异的水平加速性能。
而且在战时,如果本方机场遭到了对方破坏,战斗机还可以利用大推力来减少飞机的起飞着陆距离。
比如装备了F-100-PW-100的F-15A当已方机机的跑道遭到部分破坏时,F-15可以开全加力以不到300米的起飞滑跑距离起飞。
在降落时可以用60度的迎角作低速平飞,在不用减速伞和反推力的情况下,只要500米的跑道就可以安全降落。
更高的推重比是每一个战斗机飞行员所梦寐以求的。
但战斗机的推重比在很大和度上是受发动机所限--如果飞机发动机的推重比小于6一级的话,其飞机的空战推重比就很难达到1,如果强行提高飞机的推重比的话所设计的飞机将在航程、武器挂载、机体强度上付出相当大的代价。
比如前苏联设计的苏-11战斗机使用了推重比为4.085的АЛ-7Ф-1-100涡喷发动机。
为了使飞机的推重比达到1,苏-11的动力装置重量占了飞机起飞重量的26.1%。
相应的代价是飞机的作战半径只有300公里左右。
而在民用客机、运输机和军用的轰炸机、运输机方面。
随着新材料的运用飞机的机身结构作的越来越大,起飞重量也就越来越大,对发动机的推力要求也越来越高。
在高函道比大推力的涡扇发动机出现之前,人们只能采用让大型飞机挂更多的发动机的方法来解决发动机的推力不足问题。
比如B-52G轰炸机的翼下就挂了八台J-57-P-43W涡喷发动机。
该发动机的单台最大起飞推力仅为6237公斤(喷水)。
如果B-52晚几年出生的话它完全可以不挂那么多的发动机。
在现在如果不考虑动力系统的可靠性,像B-52之类的飞机只装一台发动机也未尝不可。
而涡扇发动机的诞生就是为了顺应人们对航空发动机越来越高的推力要求而诞生的。
因为提高喷气发动机的推力最简单的办法就是提高发动机的空气流量。
一、历史在五十年代未、六十年代初,作为航空动力的涡喷发动机以经相当的成熟。
当时的涡喷发动机的压气机总增压比以经可以达到14左右,而涡轮前的最高温度也以经达到了1000度的水平。
在这样的条件下,涡喷发动机进行部分的能量输出以经有了可能。
而当时对发动机的推力要求又是那样的迫切,人们很自然的想到了通过给涡喷发动机加装风扇以提高迎风面积增大空气流量进而提高发动机的推力。
当时人们通过计算发现,以当时的涡喷发动的技术水平,在涡喷发动机加装了风扇变成了涡扇发动机之后,其技术性能将有很大的提高。
当涡扇发动机的风扇空飞流量与核心发动机的空气流量大至相当时(函道比1:1),发动机的地面起飞推力增大了面分之四十左右,而高空巡航时的耗油量却下降了百分之十五,发动机的效率得到了极大的提高。
这样的一种有着涡喷发动机无法比及的优点的新型航空动力理所当然的得到了西方各强国的极大重视。
各国都投入了极大的人力、物力和热情来研究试制涡扇发动机,在涡扇发动机最初研制的道路上英国人走在了美国人之前。
英国的罗尔斯·罗伊斯公司从一九四八年就开始就投入了相当的精力来研制他们的“康维”涡扇发动机。
在一九五三年的时候“康维”进行了第一次的地面试车。
又经过了六年的精雕细刻,一九五九年九月“康维MK-508”才最终定型。
这个经过十一年孕妇的难产儿有着当时涡喷发动机难以望其项背的综合性能。
“康维”采用了双转子前风扇的总体结构,函道比为0.3推重比为3.83地面台架最大推力为7945公斤,高空巡航推力为2905公斤,最大推力时的耗油量为0.735千克/小时/千克,压气机总增压比为14,风扇总增压比为1.90,而且英国人还在“康维”上首次采用了气冷的涡轮叶片。
当康维最终定型了之后,英国人迫不及待的把他装在了VC-10上!美国人在涡扇发动机的研发上比英国人慢了一拍,但是其技术起点非常的高。
美国人并没有走英国人从头研制的老路,美国的普·惠公司利用自已在涡喷发动机上的丰富的技术储备,采用了以经非常成熟的J-57作为新涡扇发动的内函核心发动机。
J-57是美国人从1947年就开始设计的一种涡喷发动机,1949年完成设计,1953年正式投产。
J57在投产阶段共生产了21226台是世界上产量最大的三种涡喷发动机之一,先后装备了F-100、F-101、F-102、B-52等机种。
J-57在技术上也有所突破,他是世界上第一台采用双转子结构的喷气发动机,由单转子到双转子是喷气发动机技术上的一大进步。
不光是核心发动机,就连风扇普惠公司也都是采用的以经相当成熟的部件,以被撤消了型号的J91核动力喷气发动机的长叶片被普惠公司拿来当作新涡扇的风扇。
一九六零年七月,普惠公司的JT3D 涡扇发动机诞生了。
JT3D的最终定型时间比罗罗的康维只晚了几个月,可是在性能上却是大大的提高。
JT3D也是采用了双轴前风扇的设计,地面台架最大推力8165公斤,高空巡航推力2038公斤,最大推力耗油0.535千克/小时/千克,推重比4.22,函道比1.37,压气机总增压比13.55,风扇总增压比1.74(以上数据为JT3D-3B型发动机的数据)。
JT3D的用处很广,波音707、DC-8用的都是JT3D。
不光在民用,在军用方面JT3D也大显身手,B-52H、C-141A、E-3A用的都是JT-3D的军用型TF-33。
现今世界的三大航空动力巨子中的罗·罗、普·惠,都以先后推出了自已的第一代涡扇作品。
而几乎是在同一时刻,三巨头中的令一个也推出了自已的第一代涡扇发动机。
在罗·罗推出“康维”之后第八个月、普·惠推出JT-3D的前一个月。
通用动力公司也定型了自已的第一代涡扇发动机CJ805-23。
CL805-23的地面台架最大推力为7169公斤,推重比为4.15,函道比为1.5,压气机增压比为13,风扇增压比为1.6,最大推力耗油0.558千克/小时/千克。
与普·惠一样,通用动力公司也是在现有的涡喷发动机的基础之上研发自已的涡扇发动机,被用作新涡扇的内函核心发动机的是J79。
J-79与1952年开始设计,与1956年投产,共生产了16500多台,他与J-57一样也是有史以来产量最高的三种涡喷发动机之一。
与J57的双转子结构不不同,J79是单转子结构。
在J-79上首次采用了压气机可调整流叶片和加力全程可调喷管,J-79也是首次可用于两倍音速飞行的航空发动机。
通用动力公司的CJ805-23涡扇发动机是涡扇发动机的中一个决对另类的产品,让CJ805-23如此与众不同的地方就在于他的风扇位置。
他是唯一采用后风扇设计的涡扇发动机。
在五六十年代,人们在设计第一代涡扇发动机的时候遇到了很大的困难。
首先是由于大直径的风扇与相对小直径的低压压气机联动以后风扇叶片的翼尖部分的线速度超过了音速,这个问题在当时很难解决,因为没有可利用的公式来进行运算人们只能用一次又一次的试验来发现、解决问题。
第二是由于在压气机之前多了风扇使得压气机的工作被风扇所干拢。
第三是细长的风扇叶片高速转动所引起的振动。
而通用动力公司的后风扇设计一下子完全避开了这三个最主要的困难。
CJ805-23的后风扇实际上是一个双节的叶片,叶片的下半部分是涡轮叶片,上半部分是风扇叶片。
这样的一个叶片就像涡轴发动的自由涡轮一样被放在内函核心发动机的尾部。
叶片与核心发动机的转子没有丝毫的机械联系,这样人们就可以随心所欲的来设计风扇的转速,而且叶片的后置也不会对压气机产生不良影响。
但在回避困难的同时也引发了新的问题。
首先是叶片的受热不匀,CJ805-23的后风扇叶片的涡轮部分在工作时的最高温度达到了560度,而风扇部分的最低温度只有38度。
其次,由于后风扇不像前风扇那样工作在发动机的冷端,而是工作在发动机的热端,这样一来风扇的可靠性也随之下降,而飞机对其动力的要求最重要的一条就是万无一失。
而且风扇后置的设计使得发动机的由于形状上的原因其飞行阻力也要大于风扇前置的发动机。
当“康维”、JT-3D、CJ805-23这些涡扇发动机纷纷定型下线的时候,人们也在不断的反思在涡扇发动机研制过程。
人们发现,如果一台涡扇发动机如果真的像“康维”那样从一张白纸上开始试制则最少要用十年左右的时间新发动机才能定型投产。
而如果像JT-3D或CJ805-23那样利用以有的一台涡喷发动机作为内函发动机来研制涡扇发动机的话,因为发动机在技术上最难解决的部分都以得到了解决,所以无论从时间上还是金钱、人力、物力上都要节省很多。
在这样的背景之下,为了缩短新涡扇的研制时间、减少开发费用。
美国政府在还末对未来的航空动力有十分明确的要求的情况下,从一九五九年起开始执行“先进涡轮燃气发生器计划”,这个计划的目地就是要利用最最新的科研成果来试制一种燃气核心机,并进行地面试车,以暴露解决各部分的问题。
在这个燃气核心机的其础之上进行放大或缩小,再加装其它的部件,如压气机、风扇等等就可以组装成不同类型的航空涡轮发动机。
如涡扇、涡喷、涡轴、涡桨等等。
“先进涡轮燃气发生器计划”实际上是一个有相当前瞻意味的预研工程。
用今天的眼光来看,这个工程的指导方向无疑是正确的。
美国的政府实际上是在激励本国的两大动力公司向航空动力系统中最难的部分开刀。
因为在燃气涡轮发动机中最最严重的技术难点就产生在这个以燃气发生器和燃气涡轮为主体的燃气核心机上。
在每一台以高温燃气来驱动燃气涡轮为动力的发动机上,由燃气发生器和燃气涡轮所组成的燃气核心机的工作地点将是这台发动的最高温度、最大压力的所在地。
所以其承受的应力也就最大,工作条件也最为苛刻。
但燃气核心机的困难不只是压力和温度,高转数所带来的巨大的离心力、飞机在加速时的巨大冲击,如果是战斗机还要考虑到当飞机进行机动时所产生的过载和因过载以引起的零部件变形。
在为数众多的困难中单拿出无论哪一个都将是一个工程上的巨大难题。
但如果这些问题不被解决掉那么更先进的喷气发动机也就无从谈起。
在这个计划之下,普惠公司与通用动力公司都很快的推出了各自研发的燃气核心机。
普惠公司的核心机被称作STF-200而通用动力公司的燃气核心机为GE-1。
时至今日美国人在四十年前发起的这场预研还在发挥着他的作用,现如今普惠公司和通用动力公司出品的各式航空发动机如果真的都求其根源都话,它们却都是来自于STF-200与GE-1这两个老祖宗。
二、单转子和多转子在研制一台新的涡扇发动机的时候,最先解决的问题是他的总体结构问题。
总体结构的问题说明白一些就是发动机的转子数目多少。