航空发动机结构-第四章风扇压气机的结构

涡轮风扇发动机的结构和工作原理涡轮风扇发动机是一种常用于飞机的发动机类型，它通过涡轮的旋转产生推力，驱动飞机前进。

涡轮风扇发动机由多个部件组成，包括压气机、燃烧室、涡轮和喷气管等。

本文将详细介绍涡轮风扇发动机的结构和工作原理。

一、结构1. 压气机：压气机是涡轮风扇发动机的关键部件之一。

它由多级叶片组成，每一级叶片都会将进气空气压缩，提高气体的密度和压力。

压气机的作用是将进入发动机的空气压缩到更高的压力，为后续的燃烧提供条件。

2. 燃烧室：燃烧室是涡轮风扇发动机中的燃烧部分。

在燃烧室中，燃料与空气混合并点燃，产生高温高压的燃烧气体。

燃烧室内的燃烧过程需要控制好燃烧速度和温度，以保证燃料的充分燃烧，并避免过热引起的损坏。

3. 涡轮：涡轮是涡轮风扇发动机中的动力部分。

当燃烧室中的燃烧气体经过涡轮时，会驱动涡轮旋转。

涡轮与压气机通过轴连接在一起，涡轮的旋转将压气机中的空气压缩并推向喷气管。

4. 喷气管：喷气管是涡轮风扇发动机的出口部分。

经过涡轮的气体通过喷气管排出，形成推力。

喷气管的形状和设计会影响喷气速度和喷气方向，从而影响飞机的推力和飞行性能。

二、工作原理涡轮风扇发动机的工作原理是基于动量守恒和能量守恒的原理。

具体工作过程如下：1. 进气：当飞机起飞时，涡轮风扇发动机会通过进气口吸入大量空气。

进气口的设计可以提高进气效率，保证足够的气体供给。

2. 压缩：进入发动机的空气首先经过压气机的多级叶片压缩，使气体的密度和压力增加。

压气机的叶片旋转产生离心力，将气体向外推送，并将其压缩。

3. 燃烧：压缩后的空气进入燃烧室，与燃料混合并点燃。

燃烧产生的高温高压气体会迅速膨胀，将燃烧室内的压力转化为动能。

4. 膨胀：燃烧后的气体经过涡轮，驱动涡轮旋转。

涡轮的旋转将压气机中的空气压缩并推向喷气管。

同时，涡轮的旋转也为压气机提供动力，使其继续工作。

5. 喷气：经过涡轮的气体流经喷气管，形成高速喷射。

喷气产生的反冲力推动了飞机向前运动，实现了飞机的推进。

航空发动机原理－－螺桨风扇发动机螺桨风扇发动机是一种介于涡轮风扇发动机和涡轮螺旋桨发动机之间的一种发动机形式，其目标是将前者的高速性能和后者的经济性结合起来，目前正处于研究和实验阶段。

螺桨风扇发动机的结构见图，它由燃气发生器和一副螺桨-风扇（因为实在无法给这个又象螺旋桨又象风扇的东东起个名字，只好叫它螺桨-风扇）组成。

螺桨-风扇由涡轮驱动，无涵道外壳，装有减速器，从这些来看它有一点象螺旋桨；但是它的直径比普通螺旋桨小，叶片数目也多（一般有6～8叶），叶片又薄又宽，而且前缘后掠，这些又有些类似于风扇叶片。

根据涡轮风扇发动机的原理，在飞行速度不变的情况下，涵道比越高，推进效率就越高，因此现代新型不加力涡轮风扇发动机的涵道比越来越大，已经接近了结构所能承受的极限；而去掉了涵道的涡轮螺旋桨发动机尽管效率较高，但由于螺旋桨的速度限制无法应用于M0.8~M0.95的现代高亚音速大型宽体客机，螺桨风扇发动机的概念则应运而生。

由于无涵道外壳，螺桨风扇发动机的涵道比可以很大，以正在研究中的一种发动机为例，在飞行速度为M0.8时，带动的空气量约为内涵空气流量的100倍，相当于涵道比为100，这是涡轮风扇发动机所望尘莫及的，将其应用于飞机上，可将高空巡航耗油率较目前高涵道比轮风扇发动机降低15%左右。

同涡轮螺旋桨发动机相比，螺桨风扇发动机的可用速度又高很多，这是由它们叶片形状不同所决定的。

普通螺旋桨叶片的叶型厚度大以保证强度，弯度大以保证升力系数，从剖面来看，这种叶型实际上就是典型的低速飞机的机翼剖面形状，它在低速情况下效率很高，但一旦接近音速，效率就急剧下降，因此装有涡轮螺旋桨发动机的飞机速度限制在M0.6~M0.65左右；而螺桨-风扇的既宽且薄、前缘尖锐并带有后掠的叶型则类似于超音速机翼的剖面形状，这种叶型的跨音速性能就要好的多，在飞行速度为M0.8时仍有良好的推进效率，是目前新型发动机中最有希望的一种。

当然，螺桨风扇发动机也有其缺点，由于转速较高，产生的振动和噪音也较大，这对舒适性有严格要求的客机来讲是一个难题。

涡扇发动机的结构和工作原理涡扇发动机是一种常用于飞机的内燃机，其结构和工作原理如下：一、结构涡扇发动机主要由压气机、燃烧室、涡轮和喷管组成。

1. 压气机：压气机由多个级别的转子和定子组成。

转子上的叶片通过高速旋转将空气压缩，增加空气的密度和压力。

定子的作用是引导和加速空气流动。

2. 燃烧室：燃烧室是将燃料与压缩的空气混合并燃烧的空间。

燃料通过喷嘴喷入燃烧室，在高温高压的条件下与空气发生反应，释放热能。

3. 涡轮：涡轮由高压涡轮和低压涡轮组成。

高压涡轮由高压燃气推动，带动压气机旋转，产生压缩空气。

低压涡轮由高压涡轮排出的燃气推动，带动风扇旋转，产生大部分推力。

4. 喷管：喷管是将燃气排出的通道，通过喷管的喷射作用，产生向后的推力。

二、工作原理涡扇发动机的工作原理可以分为压缩、燃烧和喷射三个阶段。

1. 压缩阶段：空气通过压气机被压缩，使空气的密度和压力增加。

压缩后的高压空气进入燃烧室。

2. 燃烧阶段：燃料通过喷嘴喷入燃烧室，与高压空气混合并燃烧。

燃烧产生的高温高压气体推动涡轮旋转，同时释放大量热能。

3. 喷射阶段：高温高压气体通过涡轮驱动风扇旋转，产生向前的推力。

同时，一部分气体通过喷管喷出，形成后向喷流，产生更大的向后推力。

涡扇发动机的优点是推力大、效率高、噪音低。

其结构紧凑，重量轻，适用于各种类型的飞机。

涡扇发动机在航空领域得到广泛应用，成为现代喷气式飞机的主要动力装置。

总结起来，涡扇发动机通过压气机将空气压缩，然后与燃料混合并燃烧，产生高温高压气体。

高温高压气体推动涡轮旋转，带动风扇和压气机旋转，产生推力。

同时，喷管将燃气喷出，形成后向喷流，增加推力。

涡扇发动机的结构和工作原理使其成为现代航空领域不可或缺的一部分。

航空发动机压气机结构和故障分析发布时间：2022-08-21T01:21:23.959Z 来源：《科技新时代》2022年1月第1期作者：胡文祺[导读] 航空发动机被称作飞机的“心脏”胡文祺空军工程大学陕西省西安市摘要：航空发动机被称作飞机的“心脏”，不仅是飞机飞行的动力，也是促进航空事业发展的动力。

压气机是航空发动机很关键的结构之一，其作用是给燃烧室提供压缩后的高温、高压气体。

风扇叶片是航空发动机的关键转动零件，承担着将空气输送到内、外涵道的重要作用。

在高转速高气压的飞行状态下，压气机主要承受着气动载荷、离心载荷以及温度载荷，常常导致疲劳失效，一旦发生断裂直接危及其它部件的正常运转。

为了保证在飞行过程中发动机稳定、可靠地运行，为了能够全面了解航空发动机，了解压气机的结构、知晓压气机的工作原理、懂得如何减少和排除压气机的故障。

本文将系统地介绍航空发动机的类别、压气机的类别。

简单结合军用和民用层面分析压气机结构和故障，浅析压气机发展趋势，进一步推动我国航空事业的发展。

关键词：航空发动机；压气机；结构分析；故障分析1.现代航空发动机类型1.1活塞型发动机很早在飞机上被应用的航空引擎装置，是用来带动螺旋桨的。

一台活塞式航空发动机功率可达2500千瓦。

后来它被功率大、运行速高的涡轮引擎代替了。

1.2涡轮型发动机该发动机应用最广。

有涡喷式、涡扇式、螺旋桨式和涡轮轴式，都有带压气机、燃烧室及涡轮。

涡桨型应用在飞行时速范围小于800千米的飞机上；涡轴式是用于直升机的驱动力；涡扇式应用在飞行速度快的航空器。

1.3冲压型发动机它的机体构造简单、推动力强，非常适合在高速或者远的任何地方高空飞行。

由于不能自动着陆和低速自行降落，限制了其主要应用领域，只广泛使用在导弹和空中发射靶导弹上。

1.4综述火箭发动机的推进剂（包括氧化物和燃烧剂）全部都是由自己携带，燃料的消耗过多，不能够适合长时间的工作，一般只能用来作为运输火箭的引擎，在飞机上只能被应用于短时内加速。