航空发动机图解

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。

涡轮风扇发动机用于F/A22的推重比为10的F119-PW-100加力涡轮风扇发动机波音777-300ER——世界上最重的双发客机美国第四代战斗/攻击机F/A22X——32波音公司的JSFX-35洛克希德·马丁公司的JSFF——35动力装置系统示意图F——35动力装置在飞机上的布局涡轮螺桨发动机一种老式的螺旋桨发动机“达特”定轴式涡轮螺旋桨发动机上：涡轮螺旋桨发动机简图下：定轴式螺旋桨发动机五桨叶的螺旋桨螺旋桨拉力产生的示意图装有世界上最大、带双螺旋浆的涡轮螺旋桨发动机普·惠公司为齿轮传动的大涵道比涡轮风扇发动机研制的高速减速器装四台涡轮螺旋桨发动机的美C-130“大力士”运输机美C-133B“运输霸王”远程运输机原中国民航的“子爵”旅客机原中国民航的伊尔-18旅客机我国自行研制的四发涡轮螺旋桨式中型、中程多用途运输机——运8运输机涡桨6——我国自行研制的、用于运8运输机的定轴式涡轮螺旋桨发动机我国自行研制的、装有四台涡桨5涡轮螺旋桨发动机的水轰5型水上轰炸机欧洲八国联合发展的A—400新型军用运输机用于A400M新型军用运输机的TP400涡轮螺旋桨发动机桨扇发动机美国通用电气公司与法国国营航空发动机研究制造公司共同研制的GE36桨扇发动机采用桨扇发动机的中程军用运输机安——70D-27桨扇发动机涡轮轴发动机自由涡轮式涡轮轴发动机简图后输出轴的自由涡轮式涡轮轴发动机定轴式涡轮轴发动机简图“云雀”III轻型单发直升机——20世纪50年代中期出现的、以涡轮轴发动机为动力的直升机的先驱涡轮轴发动机基本构造示意图（国产涡轴8）进气粒子分离器英、法、德三国联合研制的MTR390涡轮轴发动机单面进气的离心叶轮回流燃烧室示意图。

手拉启动器447UL /503UL 582UL mod 90618UL二冲程配件说明：Array a启动拉绳1700MMb启动拉绳2600MMc 启动拉绳3200MMd 启动拉绳3700MMe启动拉绳2200MMf 成卷状g改进型的绳索固定装置：由结扣代替钥匙夹（从序列号5.742.150开始）当心：当使用没有绳结的新手拉启动器时，使用新的绳索盘（17）81C :L O C T I T E 648说明：a 582UL90型从发动机序列号：4,015.239开始b 从系列产品开始c 拧紧时在启动器外壳和电启动器之间保留1M M 的间隙d 582UL90型到发动机序列号：4,015.238为止（没有液态减震阻尼器组件）电启动器，磁电机端结构d 03784说明：a 带圈状齿轮固定架b 没有圈状齿轮固定架c 碳刷固定架不可作为单独零部件使用，视为底部框架组件866555整体电启动器，功率输出端结构041758说明：a 轴衬不可作为单独零部件使用，视为驱动外壳组件866880整体b 底部框架不可作为单独零部件使用，视为底部框架组件866900整体c 轴衬不可作为单独零部件使用，视为驱动外壳组件866900整体d 碳刷不可作为单独零部件使用，视为碳刷固定架组件866890整体e 弹簧不可作为单独零部件使用，视为碳刷固定架组件866890整体电启动器-单独部分，磁电机端结构说明：a 碳刷不可作为单独零部件使用，视为碳刷固定架组件866891整体b 弹簧不可作为单独零部件使用，视为碳刷固定架组件866891整体电启动器-单独部分，E 型齿轮箱上38730d041766说明：a 非可用零部件进气消音器，适用于447UL 29,5kw 及503UL 35kw 型进气消音器88730d 04411*siehe Kapitel 9.4.1*see chapter 9.4.1说明：a 如果安装空滤则在顶部；b 如果安装空滤则在底部；c 非可用零部件进气消音器，适用于503UL 37kw 及582UL90/90 40/48kw 型0d*siehe Kapitel 9.4.1*see chapter 9.4.1说明：a 非可用零部件进气消音器，适用于582UL99及618UL 型双浮子式汽化器：96型36MMEdited by Foxit PDF Editori Array说明：a 基于适用于带操纵拉索加浓阀的风冷发动机汽化器。

3.2倍音速的航空发动机之王的心脏结构剖面图3.2倍音速的航空发动机之王的心脏结构剖面图万乘之尊昨天10:25黑鸟的心脏，J58发动机咆哮的时候，很少有人能不为之动容，J58也是变循环发动机，却与GE走的不是一个路子。

J58是在涡轮喷气和压气机辅助冲压发动机之间转换的变循环。

PW(普拉特惠特尼公司)在上个世纪五六十年代开发的这个发动机使黑鸟以三点二倍音速的速度持续飞行。

直到几十年后今天，黑鸟仍保持着使用空气发动机的载人飞机的官方最快速度记录。

六条压缩波系(加上结尾正激波，应为七波系组态的超音速冲压进气道)的超音速内外混合压缩式超音速进气道，至今为止看到的组合斜激波最多的超音速冲压压缩系。

涡喷模式下工作的J58发动机，空气在燃烧室燃烧，推动涡轮旋转，驱动压气机压缩空气当需要以2.3倍音速以上速度飞行时，J58发动机会利用6根大的引气管，把气流从第四级压气机就向外引出，直接越过中间的部分，在加力燃烧室内与燃油混合，并以冲压方式工作，减小推力损失。

这幅图(可放大)是控制发动机推力工作的MEC(主发动机控制器)，以下介绍能看得明的人都是机械专业人士了发动机控制器就是调节燃油供给量的调节器，俗称燃油调节器，人们常说发动机是飞机的心脏，而燃调呢，是发动机的心脏，所以它的重要性和复杂性可想而知。

要控制发动机的推力，当然就要知道推力的大小，目前采用的方法有两种:一是测量发动机转速，当然转速越大推力就越大，有一种函数关系;二是测量EPR，即发动机进口与出口的压力之比，显然发动机推力越大，EPR值也越大。

在图中找出给燃烧室供油的主油路。

燃油从这条路奔入燃烧室，与高压气流混合燃烧释放出自身蕴涵的巨大热能，在图的右方，红白相间条纹的Ps油路就是这条能量之路，它从右向左，折而向下，变成红色，最后变成蓝红相间的P22压力(图上注明有CONTROL DISCHARGE 控制器输出)，奔向燃烧室喷嘴。

这条油路在前面已被高压油泵增压，具备了极大的压力和流量，在MEC所有的油路中，它是主油路，为能按照发动机的需求精确的供给燃油，设置了三道闸门，使其它们分别是:上游的旁路活门76(BYPASS VALVE)，中游的燃油计量转子活门117，下游的增压和泄油活门131(PRESSURIZING AND DRAIN VALVE)。