航空发动机转速越快推力越大吗?航空发动机的推力都取决于什么?

您所在的位置:网站首页 a319发动机推力 航空发动机转速越快推力越大吗?航空发动机的推力都取决于什么?

航空发动机转速越快推力越大吗?航空发动机的推力都取决于什么?

#航空发动机转速越快推力越大吗?航空发动机的推力都取决于什么?| 来源: 网络整理| 查看: 265

0 分享至

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

航空发动机因其设计设计制造复杂,所以一直被誉为“工业皇冠上的明珠”,而现在航空发动机按照类型基本可以分为小涵道比发动机和大涵道比发动机两类,当然也是可以按照其他方式进行分类的。小涵道比发动机主要用在一些对速度要求比较高的平台上,比如现在常见的战斗机的为了追求超音速飞行能力,所以都使用的是小涵道比发动机,而我们经常乘坐的客机对于速度的要求并不是很高,所以采用涵道比更大的设计来提高经济性等。

首先涵道比就是指航空发动机内涵道和外涵道的比值,飞机发动机吸入空气后,空气分为两种运动的形式,一部分进入了发动机的核心位置进行加热,另一部分仅仅经过风扇后就被排出了。内侧的气流叫内涵道,而外侧叫外涵道。一般涵道比越大的发动机推力越大,经济性越高,因为发动机所提供的总推力大部分是由外部的涵道风扇提供的,也就是我们看到的客机发动机最前面的大风扇就是外涵道风扇,而内涵道通过将高压空气和燃油混合后通过涡轮带动最前面的风扇旋转,所以内涵道的主要作用就是给工作在外涵道的风扇提供动力。像世界上推力最大的GE-90-115B发动机最大推力能够达到惊人的56.9吨就是因为其涵道比达到了惊人的9,而普通的客机发动机的涵道比不过4-6,当然被安装在波音777X上最新的GE9X的涵道比更是达到了10,不过后者的涵道比增大的目的并不是为了提高推力而是为了提高经济性,毕竟现在GE90-115B仍然是推力最大的航空发动机。但是受限于迎风面太大的问题,这类发动机的最大飞行速度都不具备超音速飞行能力。所以像客机这类最大起飞重量七八十吨、几百吨的重量要想实现飞行就需要推力更大的发动机,加上现在主流的客机都是亚音速飞行,所以都采用的是涵道比更大的发动机,这也符合客机发动机对环保、经济性、噪音等问题的考量。

现在航空发动机都属于轴流式发动机,从轴流式发动机的原理来说,发动机内部的涡轮转速越高所做的功就越高,但是在现实中航空发动机在设计之初并不会一味的追求更高的转速,因为在我们常见的要么追求大推力的客机发动机和追求高速性的战斗机发动机都已经由早期的涡喷发动机转变为推力更大、经济性更高的涡扇发动机,也就是战斗机使用的发动机和客机使用的发动机一样都是有内外涵道的,只不过二者追求不一样采用的涵道比不一样罢了。回到转速和推力之间的关系上来说,虽然现在我们乘坐的客机使用的发动机内涵道内的涡轮的转速都超过了1万转/秒,比如我们最常见的空客A320和波音737客机上上使用的CFM-56发动机N2涡轮转速只有一万五多一点/秒,最前面的风扇转速N1只有五千多一点,当然现在航空发动机基本已经成为了常见的双转子发动机和罗罗擅长的三转子发动机(单转子发动机虽然只有一根轴,最前面的风扇和中间的压气机涡轮以及最后面的高低压涡轮都安装在一根轴上,特点是结构简单。但是在收油门后转速降低后,会造成发动机的工作效率急剧下降,所以现在基本已经被抛弃了,而三转子发动机虽然风扇、压气机、涡轮都能够工作在最佳转速,但是缺点就是结构太过于复杂,所以现在主流的是介于中间的双转子发动机)。

在双转子发动机中,由于高压涡轮和低压涡轮的都可以工作在各自最适合的转速上,但是高压涡轮连接的是发动机中间的高压压气机,转速高了也就意味着流量更大,但是高压压气机的转速过高也会产生失速,喘震而且转速过高意味着涡轮轴上的叶片质量不能太大,毕竟质量大了离心力更大等问题,高压涡轮转速过高也会影响工作效率。既然高压级转速不能过高。那低压涡轮、低压压气机和最前面的风扇转速能不能提高呢?事实是也不能一味的提高,因为布置在一根轴上的这三个部件的转速过高的话,最前面直径相对比较大的风扇承受的离心力和叶尖速度也就越大,巨大的离心力就要求风扇的重量不能太大,在风扇的重量不能太大的情况下风扇的叶片长度也就不能太长,风扇的直径小下来了,涵道比自然也上不去,那也就谈不上更大的推力了,所以依照这样推力来说的话,正是因为低压端转速过高会造成风扇离心力和重量加大,但是离心力过大和重量过大会产生很多消极因素出现,所以转速越高发动机的推力反而更低(相对来说两个相同涵道比的发动机,最前面的风扇转速越高推力也就越大,但是这是两个不同发动机的对比,只以转速和发动机推力的关系来说的话,转速过高推力未必会更大)。像战斗机上使用的发动机虽然涵道比一般不超过1,但是其推力不大也是事实,我们知道的大推力军用发动机比如F35隐身战斗机上装的F-135发动机虽然目前最大测试加力推力达到了18吨,但是其涵道比更大,所以造成F35战机高速性不佳同样是事实(绰号肥电)。

一般来说影响航空发动机推力大小的因素很多,比如涡轮前温度、增压比、涵道比、是否有加力燃烧室等等。虽然各家在航空发动机的结构上都大同小异,但是每个部件的技术细节差异、组装精度等差异都很大,推力、寿命等当然会有很大不同。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

/阅读下一篇/ 返回网易首页 下载网易新闻客户端


【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3