纵观航空发动机的发展史,第一代发动机无疑是活塞式发动机,其在两次世界大战中发挥了重要的作用,在战争的刺激下其技术不断成熟,在当时的航空动力中占绝度的主导地位,战后燃气涡轮发动机的问世逐渐取代了活塞式发动机,导致了喷气时代开始,在技术的不断发展下,推出了涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机和涡轮桨扇发动机,其各自在不同时期和不同的飞行领域发挥着作用,使航空器的飞行性能不断提升。
在军用方面,从20世纪80年代中期起,发动机公司开始研制推重比10一级的军用发动机,经过 10余年努力,普惠公司为F-22研制了F119,欧洲也研制了用于EF2000的EJ200和用于"台风"的M88。对于21世纪的军用发动机,目前有2种发动机,一是以综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划第二阶段成果为基础研制用于JSF的F135和F136发动机,这种发动机将在2010~2015年投入使用。在众多的变循环发动机方案中只有GE公司的F120发动机最为成功。
我们国产涡扇15发动机已经开始服役了,有谁解释一下涡扇发动机和涡桨发动机的区别?但是涡桨发动机并不靠喷出气流产生推力,而是通过涡轮部件将大部分都动能转化为轴功率,带动螺旋桨旋转,从而产生推力(和涡扇发动机涡轮带动风扇旋转有一定的相似之处)。关于这个问题,百度搜索有很详尽的答案,这里引用三张图片说明涡轮喷气式发动机,涡轮风扇式发动机和涡轮螺旋桨发动机的区别。还有一种发动机叫:变循环发动机。
品读“太行发动机”细节太行发动机,也叫涡扇10系列发动机,是国产第三代大型军用航空涡轮风扇发动机。太行发动机是中国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机,它结束了国产先进涡扇发动机的空白,其意义不言自明。太行涡轮风扇发动机尾喷口特写,尽管外部简洁,但内部比AL-31更为复杂。涡扇10/10A是一种采用三级风扇,七级整流,一级高压,二级低压共十三级,即所谓的3+7+1+2结构的大推力高推重比低涵道比先进发动机。
如果核心机产生的燃气被用来推动一个涡轮,而涡轮又带动一组风扇,由风扇和核心机排出的燃气共同产生推力,这就是涡轮风扇发动机。如果核心机产生的燃气被用来推动一个涡轮,而涡轮又带动一组螺旋桨,那么这就是涡轮螺旋桨发动机。如果核心机产生的燃气被用来推动一个涡轮,而涡轮又带动一组齿轮箱,直接通过减速齿轮箱输出扭矩和轴功率,为火车,坦克,船只,发电机等提供动力,这就叫做涡轮轴发动机。
航空发动机涡轮和涡扇有什么不同?因此,涡喷发动机的结构组成是:压气机+燃烧室+涡轮+尾喷管,有的涡喷发动机还会在涡轮和尾喷管之间增加一个加力燃烧室,用来提供加力推力。涡扇发动机是在轴流式涡喷发动机基础上发展的,简单理解,就是在涡喷发动机前面增加一个风扇,然后用一个大筒子把风扇和发动机包起来,这样在涡喷发动机和外部的筒子之间会形成一个环形的气流通道,叫外涵道(涡喷发动机内部的气流通道叫内涵道)。
涡扇发动机、涡轴发动机、涡喷发动机的区别是什么,各自又有什么用途?而涡轮风扇发动机可以理解为第一级风扇叶片特别大的涡轮喷气发动机,涡扇发动机工作时,空气从内外两个涵道通过发动机。一路空气经过风扇的内涵道和压气机进入住燃烧室,与喷入的燃油混合燃烧,形成高温、高压燃气流入涡轮,在高压涡轮内膨胀做功带动高压压气机,在低压涡轮内膨胀做功带动风扇,最后从内涵喷管喷出产生推力。
战机涡喷与涡扇的区别在哪里?涡扇和涡喷都是飞机发动机的一种,涡扇就是相当与在涡喷的基础上.在进气口前加装一个低压压气机,涡扇比涡喷省油一些,让飞机飞更远。涡扇发动机就是在涡喷发动机上面再加一个函道风扇,利用涡喷发动机的动力驱动风扇产生气流形成更大的推力。涡扇发动机:风扇+外涵道+压气机+燃烧室+涡轮。涡扇:涵道比不为零,一般客机都采用涡扇发动机。
按照压气机结构,涡喷发动机分成离心式和轴流式,前者采用离心式压气机,后者采用轴流式发动机,现代涡喷发动机多为轴流式,以便获得更高的压缩比。涡扇发动机是涡喷发动机的进一步发展,基本结构与涡喷相同,只是在压气机前端增加了风扇,在高压涡轮后方增加了一到两级低压涡轮来驱动风扇,并在发动机壳体外增加了一个外涵道。也就是说涡扇发动机同时通过核心机燃气和风扇气流来获得推力,所以耗油率要低于同推力涡喷。
反推是飞机降落时的一种减速装置,涡轮风扇发动机通过反推装置将原本朝后喷射的气流反向朝前喷,以达到使飞机减速的目的。涡轮 风扇发动机工作时,空气从内外两个通道流经发动机,一路空气经过发动机的风扇进入内涵道(低压压气机)和高压压气机,进入主燃烧室,与喷入的燃油混合燃烧,形成高温、高压燃气流入涡轮,在高压涡轮内膨胀做功带动高压压气机,在低压涡轮内膨胀做功带动风扇旋转。
D-30KP-2是俄罗斯彼尔姆航空发动机科研生产联合体研制的涡轮风扇发动机,D-30KP是前苏联时期研制的第一种大涵道比高性能涡轮风扇发动机,特点是推力大、耗油率低、性能可靠。2017年我们曾经采购了36台D-30KP-2涡扇发动机,但是仅仅依靠这些数量的发动机来壮大我们的空军队伍是完全不现实的,因此,尽快将国产发动机提上日程已经不再仅仅是一个口号,而是迫在眉睫的当务之急。
WS-15全称涡扇15“峨眉” 涡扇发动机,是为我国第五代战斗机而研制的小涵道比推力矢量涡扇发动机,主要用于双发隐身战斗机歼-20。涡扇20说是一款推力范围为13至16吨的大涵道比涡扇发动机。运20换装涡扇20以后,不仅带来起降性能的提升,以涡扇20最大15吨的推力计算,运20的最大起飞重量将会由现在的220吨提升至250吨左右,最大航程也会因为涡扇20更大的涵道比所带来的经济性而提升,到那时运20的真正实力将会完全体现出来。
涡喷、涡扇、涡桨、涡轴发动机的优缺点。只不过燃气涡轮发动机转速以及功率优于活塞式发动机。涡扇发动机的工作原理是:高压气体在燃烧室燃烧以后,形成了高压高温气体,这团气体的热能、压能、动能几乎全部用于推动涡轮转动,涡轮带动前面的风扇转动。前面讲到:燃气涡轮发动机的工作原理是先用压气机把一团气体压缩成高压气体,点燃燃油燃烧,然后喷出气体获得推力(一小部分气体用于推动涡轮转动,带动压气机继续压气)。
飞机之所以能够飞行,毋庸置疑全靠发动机,我国目前在航空工业上与美国最大的差距也在发动机,涡扇-10发动机只相当于美国1985年产的F110发动机。从发动机出现至今,共有螺旋桨发动机、涡扇发动机、涡轮发动机、冲压发动机四种形态,这四种发动机各有特点,其中涡桨发动机依靠螺旋桨风扇的推力做功推动飞机前进,其飞行效率高,最省油,航程大,但推力却较小。
竞争试飞中,装 YF120 的 YF-22 在性能上比装 YF119 的 YF-22 强、装 YF120 的 YF-23 也比装 YF119 的 YF-23 强。即:两级低压转子风扇/低压压气机——单级高压转子风扇/高压压气机——四级高压压气机——单级高压涡轮——单级低压涡轮。即,YF120 在涡扇状态是两级低压转子风扇和一级高压转子风扇同时通过大开的“可调外涵”活门与“主外涵”活门向外涵排气,而 GE 经典变循环方案却是在涡扇状态主要依靠低压转子风扇向外涵排气。
涡轮风扇发动机,简称“涡扇发动机”,由涡喷发动机发展而来,由风扇、低压压气机(髙涵比涡扇特有)、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统组成。当时涡轴发动机还划入涡轮螺桨发动机一类。螺桨风扇发动机,简称“桨扇发动机”,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。
既然涵道比越大越省油,那么我们很容易想到一个好办法,那就是把前面的风扇再继续做大一些,像下面这种:查看大图涡轮螺旋桨发动机示意图上图是把核心机的轴延伸出来,外加一个变速齿轮,然后接上一个更大的风扇,于是,它成了“涡轮螺旋桨发动机”,简称“涡桨发动机”。加上浆扇发动机研制较晚,跟其他种类的发动机相比,它在技术上还有待发展,还没有达到炉火纯青的地步,所以目前,只有安-70运输机使用浆扇发动机。
1.涡轮风扇组。2.涡轮风扇发动机。涡扇发动机,全称为涡轮风扇发动机(Turbofan),是在涡轮螺桨发动机的基础上发展起来的。涡轮风扇发动机克服了涡轮螺桨发动机在800千米/小时以上时出现的螺旋桨效率急剧下降的问题,形成了能在较高速度下很好地工作的“风扇”。第一部分讨论了某型涡轮风扇发动机的数学模型及其计算方法。
从1903年人类真正掌握了飞行的要领到现在,已经过去了1个多世纪,各种不同类型和性能的飞机也已经越来越优异,特别是战斗机已经到了第五代并向着第六代买进。那么为了适应对飞行器要达到的性能,它的心脏,发动机的类型也已经发生了深刻的变化,时至今日已经形成了一个种类繁多,用途各不相同的大家族。
最原始的被称为纯涡轮喷气发动机,其余三种分别被命名为:涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机。设计者们想到活塞式飞机使用螺旋桨,燃油消耗少且效率高,那么能不能在涡轮发动机上加装一个螺旋桨呢?这种想法很容易地就实现了。在其中另加上一组涡轮,用它带动安装在前方的一个螺旋桨,这种新型的发动机就是涡轮螺旋桨发动机。涡轮螺旋发动机飞机90%以上的推力来自螺旋桨,只有10%的推力来自发动机尾部喷气的气流。
刀口:颠覆性质的 有关太行涵道比的说法很多,就算《兵工科技》说的是真的,这个涵道比也不算大,说的F110-GE-129的涵道比是0.76,比太行还大,但是推力差不多,这又怎么说呢?再说大小这么一点点有时候是可以不计的,作为小涵道比涡扇发动机关键是涡轮前温度决定推力的大小,而涡轮前温度高低和核心机的叶片(高压压气机的叶片燃烧室 高低压涡轮的叶片)的耐高温的程度有直接的关系。通俗的说,军用推力越大,发动机越好。
涡扇-10发动机。有压缩器的包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机,它们广泛用于各种飞机和直升机。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小弟弟.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.涡扇发动机这个"小弟弟"仗着自已身上的几页风扇也青出于蓝.
F22“猛禽”的心脏--普·惠F-119涡扇发动机F22“猛禽”的心脏--普·惠F-119涡扇发动机。为此,用于第四代战斗机的发动机,要求推重比(每1公斤发动机重量能产生多少公斤推力)达到10.0左右(第三代战斗机的推重比为8.0左右);一般来说,发动机高压压气机中的温度与压力正是钛易着火的条件,因此在80年代后,新设计的发动机中,高压压气机机匣很少采用钛合金。矢量喷管有两种形式:二维矢量喷管与三维矢量喷管。
同样是航空发动机,客机发动机不会喷火,为什么战斗机发动机会喷火?涡扇发动机拥有“外涵道”和“内涵道”,飞机的动力就是来源于发动机内、外涵道所产生的推力之和。由于,涵道比高的发动机,大部分的动力来风扇加速的外涵道空气,所以这种发 动机的外涵道往往较短,内涵道的尾气不与外涵道气流混合,而由喷口单独排出。这种发动机通常使用混合喷嘴,即内涵道的尾气在与外涵道气流混合后再行排出。
涡轮风扇发动机。燃气涡轮发动机最大的用途是用作飞机发动机,而且航空发动机绝大多数是燃气涡轮发动机,称为航空燃气涡轮发动机,主要有四种类型,涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机,用的最广的是前两种。图1是涡扇发动机模型的转子,是由三个转子组成的三转子结构:高压涡轮(1级)与高压压气机(6级)同轴,共同构成高压转子,见剖面图中红色部分;
涡扇发动机是涡轮风扇发动机的简称,涡扇发动机是来源于涡喷发动机的。涡扇发动机和涡喷发动机都是燃气涡轮发动机,涡扇发动机和涡喷发动机的主要区别在于涡扇发动机的前面有一个大风扇,我们称为外涵道。按照不同的分类标准,涡扇发动机可以分以下几类:按照使用用途,可以分为民用涡扇发动机和军用涡扇发动机;按照涵道比的大小,可以分为大涵道比发动机,中涵道比涡扇发动机和小涵道比涡扇发动机;涡扇发动机结构介绍。
在 60年代,留里卡还研制了AL-21F涡喷发动机,其改型AL-21F-3的推力达108千牛,它在压气机、燃烧室、涡轮和加力燃烧室方面都取得了重大进展,并投入大批量生产,广泛使用在苏-17M、苏-20 、苏-22、苏-24和米格-23飞机上,这些飞机不仅用于俄罗斯, 也出口到世界上的许多国家。总体上讲,新型发动机与AL-31F的主要区别是主燃烧室有更薄的火焰筒,高压涡轮盘更加坚固,使用新型涂层的高压涡轮叶片,以及改进了高压涡轮的后支撑点。
涡扇发动机是指由喷管喷射出的燃气与风扇排出的空气共同产生反作用推力的燃气涡轮发动机,涡扇发动机的结构简单来说就是在涡喷发动机前面放置风扇,加了一个外壳,后面再增加1-2级低压低速涡轮,这些涡轮带动消耗掉一部分从涡喷发动机中产生的高温高压燃气来带动前面的风扇,达到降低燃气排出速度的目的。(俄罗斯安-70所使用的是桨扇发动机,其既可被看做是涡桨发动机也可被看做是涡扇发动机)涡轮轴发动机。
涡扇发动机