浅谈航空涡桨与涡轴发动机

提到涡桨与涡轴发动机，不得不先提到“燃气轮机”。燃气轮机，是“燃气涡轮轮机”的同义词。

某重型燃气轮机压气机

凡是有“涡”字的，就是“涡轮盘”（英文，turbine）的简称。一大半就是燃气的。哦还有另一样半啊？那就是“蒸汽轮机”(“蒸汽涡轮机”)。

“蒸汽轮机”和“燃气轮机”原理相同的地方就是都是高温气体推动涡轮盘运转，把热能转化为机械能。

“蒸汽轮机”的蒸汽，就是锅炉烧水产生的，由于要用蒸汽锅炉烧水重量大，所以只能用在火车，船舶，发电厂，在此就不多说了。

言归正传，回到“燃气轮机”，就是直接烧氧气和燃油的混合气体，用在飞机，船舶，发电厂，车辆。

使用蒸汽轮机的火车头

还有依据中国的相关行业习惯，“轮机”这个词，用在船舶和发电设备的那种巨型的“涡轮盘”（英文，turbine）。

而用在飞机上的“燃气轮机”，一般叫“燃气涡轮”(gas turbine)，包括:涡喷（turbojet），涡扇（turbofan），涡桨(turboprop)，涡轴（turboshaft）,桨扇发动机（Propfan），也自然是“燃气涡轮”的成员。

不多见的桨扇发动机

涡喷和涡扇发动机工作原理类似，主要区别是涡扇发动机是在涡喷发动机的压气机前再增加低压压气机，又称风扇，风扇由低压涡轮提供动力。

涡扇发动机工作原理图

下面我们主要谈涡桨和涡轴发动机。

航空涡轴发动机是一种以空气为作功工质的燃气涡轮发动机。它主要是靠输出功率带动负载工作的燃气涡轮发动机，能将动力涡轮有效功率的绝大部分(95%以上)通过输出轴带动负载。涡桨发动机是用燃气涡轮带动螺旋桨的燃气涡轮发动机。涡轴发动机有进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气装置等五大机件。

涡桨发动机

涡桨和涡轴最本质的区别还是动力输出方式略有不同。涡桨由于用在固定翼飞机上，在设计时必须考虑桨叶叶尖速度问题，桨叶的叶尖速度不能过快，所以涡桨飞机对于螺旋桨的转速是有限制的。为什么螺旋桨的桨尖和旋翼的翼尖速度不能过快? 过快会导致飞行中叶

尖激波出现，从而加大旋翼和螺旋桨的气动阻力,降低其推进效率。但是一限制螺旋桨的转速，势必其螺旋桨对于飞机的拉力就会下降，因此涡桨发动机会保留一定的核心机推力，以弥补螺旋桨转速的限制导致的推力不足。也就是涡桨飞机的排气口(类似涡扇发动机的内涵道排气口)是有一定推力的，只不过这推力很小，只占到整个涡桨发

动机的5%，但这推力绝对不能忽略不计。涡桨发动机的推力由95%的螺旋桨拉力+5%的排气口燃气推力(内涵道推力)组成。

涡轴发动机

航空涡轮轴发动机，简称为涡轴发动机，是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。法国是最先研制涡轴发动机的国家。50年代初，透博梅卡公司研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转子、输出轴功率的直升机用发动机，功率达到了 206kW(280hp)，成为世界上第一台直升机用航空涡轮轴发动机，定名为"阿都斯特

-l"(Artouste-1)。

涡轴发动机同涡轮螺桨发动机根相近。它们都是由涡轮风扇发动机的原理演变而来,只不过后者将风扇变成了螺旋桨,而前者将风扇

变成了直升机的旋翼。除此之外,涡轴发动机也有自己的特点:它一般装有自由涡轮(即不带动压气机,专为输出功率用的涡轮),而且主要

用在直升机和垂直/短距起落飞机上。

涡轴发动机由于要应付飞行器的垂直起降，因此它必须把其燃烧室大部分的高温高压的燃气能量都得有效的转化成机械轴功率，所以涡轴发动机的废气是没什么推力可言的，可以说是小得忽略不计的。涡轴发动机的动力涡轮吸收燃烧室高温高压燃气从而转化成机械轴

功率的能力，是航发中效率最高的，因为这是垂直起降的需要。垂直起降状态对于发动机而言是最废油的，因此涡轴要想高效率的垂直起降，必须把高温高压的燃气最大限度的转化成机械轴功率。其实你也可以把涡轴看成一种超高功率重量比的,简单循环方式的燃气轮机。

涡轴发动机压气机有两种设计，一种是离合式，一种是轴流式，离

合式压气机优点结构简单、尺寸小、单级增压比较高，，但是离合式压气机缺点就是迎风面积大、风阻偏大、能够承受空气流量相对较小，相应就限制了发动机功率，一般认为采用离心式压气机的涡轴发动机功率很难超过1500KW，轴流式压气机优点就是迎风面积小、风阻小、可以承受较大流量空气，因此可以得到较大发动机功率，尤其是采用多级轴流式压气机，可以显著提高发动机增压比，不过轴流式压气机结构比较复杂，多级轴流式压气机长度较大，直升机内部布置比较困难，现代涡轴发动机压气机将两种压气机组合在一起，互相取长补短，利用多级轴流式压气机来提高发动机增压比，再结合离心式压气机减少发动机长度，以提高发动机性能。比如我国的直-10武装直升机上的涡轴-9压气机采用了3级轴流式加1级离心式设计，这样组合压气机优点可以得到较高增压比。

武直-10

从结构上来看，涡轴的减速器和发动机在结构上是分开的，涡桨则是连在一起的。早期的涡桨与涡轴发动机，都是单转子+减速器的结构，没有动力涡轮（自由涡轮）。所谓动力涡轮是本身不带压气机结构的涡轮，且不被核心机转子带动，单纯只被高温高压燃气带动的涡轮。

现在的涡轴与涡桨分两种结构：

第一种是单转子+自由涡轮+减速器的结构；

第二种是低压转子+高压转子+自由涡轮+减速器的结构。

带高压压气机的涡桨发动机

从压气机上讲，中等功率和低功率的涡桨和涡轴，在其压气机结构上会采用整体增压能力有限，但是单级增压比高且成本低廉的离心式

压气机，或是采用轴流+离心式的压气机组合方式，如装备于直九的涡轴8A发动机，增压比为8，功率596kW。

涡轴8f

高功率的涡桨和涡轴会采用全轴流式压气机的结构，如装备图-95的KuznetsovNK-12MV涡轮螺旋桨发动机，压缩比10.3，每具输出11,000kW。

俄军图-95“熊”战略轰炸机

涡轴由于其旋翼尺寸比涡桨的桨叶来的更大,所以其旋翼的叶尖速度更容易过快,因此涡轴的旋翼在转速上比螺旋桨限制的更大,所以其减速器的减速比比涡桨而言也更大.说白了就是涡轴旋翼的转速比涡桨螺旋桨的转速要慢得多。

因此，并不能简单的认为安装于直升机的发动机就是涡轴，而安装于固定翼飞机就是涡桨，如美军V-22在机翼两端各有一可变向的旋翼推进装置，各包含劳斯莱斯T406 (AE 1107C-Liberty)涡轮轴发动机及由三片桨叶所组成的旋翼，整个推进装置可以绕机翼轴由朝上与朝前之间转动变向，并能固定在所需方向，因此能产生向上的升力或向前的推力，所以该机已经不再属于简单意义上的机型了。

V-22“鱼鹰”

AEP500涡桨发动机

AEP500发动机为3转子布局，采用了先进的气动设计和结构布局，具有低油耗、低排放和长寿命，发动机的最大巡航速度至少为马赫数

0.6，最大使用高度为9000~10000米，起飞时的耗油率不超过0.26千克/（千瓦·小时）。在该型发动机中，具有4级低压压气机、2级高压压气机（1轴流叶盘+1离心叶盘）；燃烧室采用了短环形结构；高压涡轮和低压涡轮分别采用了1级单晶叶片；动力涡轮为3级，其高压轴和低压轴采用对转方式工作。

小结：

涡桨发动机可看作是将涡扇发动机的风扇放大为螺旋桨的超大涵道比无加力燃烧的涡扇发动机，发动机剩余的高温燃气还能提供部分推力，无限追求燃烧效率。

涡轴发动机跟涡桨发动机相似，但其动力完全输出到轴上，还须通过其他控制机构才能实现动力的功能，因此追求输出轴效率。

普惠PT6涡桨、涡轴发动机结构及参数

PT6系列发动机是加拿大普惠公司的产品，包括涡桨和涡轴变种，是当前使用最为广泛的输出轴功率的航空发动机之一。在美国军用编号中，PT6的相应型号分别被命名为T74和T101。 与首台在1963年面世的450SHP轴马力的PT6A发动机相比，如今PT6发动机系列的功率增加了四倍，功重比提高了40%，燃油消耗率降低了20%。 据了解，PT6发动机已生产了52000多台，并被应用在130个不同领域，PT6发动机所在机队的飞行时间已累计多达3.9亿小时。在全球航空领域普遍进行的重要任务中都能找到PT6发动机，从救援工作到预定的客运服务，从货运服务到要客接送，从农业应用到军事飞行培训、从消防救火到搜救任务。PT6A发动机高可靠性也加速了20世纪80到90年代的单发涡桨飞机的发展。

PT6A 是涡桨发动机，PT6B 和PT6C 是涡轴发动机。PT6发动机的各变种及参数如下： PT6A http://www.pwc.ca/en/engines/pt6a PT6A 家族包括了一系列自由涡轮涡桨发动机，输出功率500-1940shp （433-1447 kW ） Thermodynamic Power Class* (ESHP***) Mechanical Power Class* (SHP) Propeller Speed (Max. RPM) Height** (Inches) Width** (Inches) Length** (Inches) PT6A 'Small' (A-11 to A-140) 600 to 1075 500 to 900 1,900 to 2,200 21 to 25 21.5 61.5 to 64 PT6A 'Medium' (A-41 to A-62) 1,000 to 1,400 850 to 1,050 1,700 to 2,000 22 19.5 66 to 72 PT6A 'Large' (A-64 to A-68) 1,400 to 1,900 700 to 1,700 1,700 to 2,000 22 19.5 69 to 75.5 The PT6A family is a series of free turbine turboprop engine providing 500 to 1,940shp (433 to 1,447 kW) Small

发动机地性能指标

发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe 单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n 表示，单位为r/min 。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa 。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。 1.有效热效率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，记作ηe。显然，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。 2.有效燃油消耗率 发动机每输出1kW 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，记作be，单位为g/（kW·h）。 式中：B—发动机在单位时间内的耗油量，kg/h； Pe—发动机的有效功率，kW。 显然，有效燃油消耗率越低，经济性越好。 三、强化指标

国外涡桨发动机的发展_周辉华

0 概述 涡轮螺旋桨（简称涡桨）发动机是一种主要依靠螺旋桨产生的拉力或推力驱动飞机的航空动力装置，非常适合中等飞行速度（400～800km/h ）的飞机使用。与航空活塞式发动机相比，涡桨发动机具有功重比大、迎风面积小、振动小等优点，特别是随着飞行高度的增加，其性能更为优越；与涡轮喷气和涡扇发动机相比，它又具有耗油率低、起飞推力大等优点。涡桨发动机的这些特点对于往返于中小型机场甚至简易机场的短、中程运输飞机和通用飞机来说是非常适宜的。自20世纪50年代起，世界各国纷纷发展了以涡桨发动机和涡扇发动机为动力的中型运输机，其后因涡桨发动机高速性能不理想，市场逐渐被涡扇发动机挤占。近年来，由于燃油价格飙升，涡桨飞机的经济性优势更为凸显出来，同时随着螺旋桨设计、制造技术的进步，涡桨飞机在高亚声速 国外涡桨发动机的发展 摘　要:以航空发动机的技术性能为重点，通过对比、分析涡桨发动机的发展历程、发展现状，发展途径和发展计划，预测其未来的技术发展趋势并整理出成功的发展经验，为我国涡桨发动机的发展提供参考。 Abstract: Focusing on the technical performance characteristics of aero-engine,this article analyzes the development status, approach,trend,experience of turbo-propeller engines, and provides reference for the turbo-propeller engine research. 关键词：涡桨发动机；发展现状；发展途径；发展趋势；发展经验 Keywords: turbo-propeller engine ；development status ；development approach ；development trend ； development experience The Development Prospect of Turbo -Propeller Engines 周辉华/中航工业航空动力机械研究所 飞行时的推进效率大大提高，涡桨飞机重新受到军民用户的青睐，其市场开始逐渐复苏，涡桨发动机也被誉为“明天的绿色动力”、“支线飞机的脊梁”。 本文通过对比、分析国外涡桨发动机的发展历程、发展途径，整理出成功的发展经验和未来发展趋势，为我国涡桨发动机的发展及航空发动机产业的腾飞提供参考。 1 国外涡桨发动机发展历程和现状 1.1 国外涡桨发动机发展历程 1942年，英国研制出世界上第一台涡桨发动机“曼巴（Memba ）”，配装在皇家海军“塘鹅”舰载反潜飞机上。1945年由Derwent 涡喷发动机发展成的涡桨发动机，装于皇家空军著名的“流星”战斗机上首飞成功，标志着涡桨发动机进入实用阶段。此后，英国、美国和前苏联也陆续研制 出多种涡桨发动机，如Dart 、T56、AI -20和AI -24等。强劲的动力造就了一大批声名显赫的运输机和轰炸机。例如，美国于1956年服役的涡桨发动机T56/501，配装于C -130运输机、P -3C 侦察机和E -2C 预警机等多型飞机，经过不断改进改型，功率从2580 kW 发展到4414 kW ，用途上从军用转化为民用，且成系列化发展，目前已生产了17000多台，出口到50多个国家和地区。据报道，目前T56发动机仍在不断发展中，可能还会再服役30年；前苏联的NK -12M 的起飞功率达11025kW,是世界上功率最大的涡桨发动机，用于图-95“熊”式轰炸机、安-22军用运输机和图-114民用运输机等。 加拿大普惠公司的PT6A 发动机在民用涡桨发动机领域，无论是生产数量还是产值，都当之无愧扮演了领头羊角色。短短40年间，该发动机已系列化发展出数十个型别，功率范围涵

中国涡轴系列涡轴 8

中国涡轴系列涡轴 8 资料来源：西北工业大学 涡轴 8 ： 用途军用 / 民用涡轴发动机 类型涡轮轴发动机 国家中国 厂商南方航空动力机械公司 生产现状批生产 装机对象 wz8 直 9 双发直升机 wz8a 直 9a 双发直升机 wz8d 直 11 军、民两用单发直升机 wz8e 直 9c 舰载反潜双发直升机 概述： 涡轴 8 是我国 2 ～ 4t 级直升机的动力装置， 1981 年中国航空技术进出口公司与法国透博梅卡公司 (tm) 签订了阿赫耶系列发动机生产专利转让合同，由南方航空动力机械公司按阿赫耶系列发动机全套设计、工艺、冶金和检测资料生产 wz8 系列涡轴发动机。 阿赫耶涡轴发动机系 70 年代研制的产品，它采用了许多新设计、新材料和新工艺。为了逐步掌握这

些新技术，南方航空动力机械公司对 wz8 系列发动机的研制分为两个阶段：第一阶段采用法国材料生产。先将 tm 公司生产的各单元体、排气段、连接件和法国产附件装配成整机，在经过法方检验合格的试车台上试车后交付出厂。然后，南方航空动力机械公司用法国材料生产 m01( 附件传动单元体 ) 、 m04( 自由涡轮单元体 ) 和 m05( 减速器单元体 )3 个单元体以及排气段、连接件和部分附件，与 tm 公司生产的 m02( 轴流压气机单元体 ) 和 m03( 燃气发生器单元体 ) 以及法国产附件组装成整机，经试车后交付。最后，用法国材料生产所有 5 个单元体、排气段、连接件和部分附件，与法国产其余附件组装成整机，并经 150h 持久试车后交付。第二阶段为国产化阶段。除了极少数零件之外，所有原材料、毛坯和成、附件均立足于国内来生产。在国产化过程中，新研制的 24 种金属材料、 64 种非金属材料及 60 种锻、铸毛坯均通过了国家级或其他级别的评审鉴定，绝大多数国产化成、附件已通过鉴定或设计定型，整机国产化率目前已达 91 ％。 国产化 wz8a 发动机按法方提出的考核大纲进行了 2000 个典型飞行循环的试车 (1000h) 及 7000 次低周疲劳试车；两台国产化发动机首飞 100h 后于 1992 年 11 月通过了由总参陆航局和航空航天工业部主持的鉴定，投入小批量生产。 在国产化 wz8a 发动机研制成功的基础上，南方航空动力机械公司根据 tm 公司提供的全套资料，按国产化的原则又研制了 wz8e 及 wz8d 两种型别的涡轴发动机，分别于 1994 年 7 月及 9 月通过了法方规定的 150h 持久试车考核，同时又在试验器上进行了有关的鉴定试验。 1994 年 9 月，该两型发动机通过了由中国航空工业总公司主持、分别有海军及总参陆航局参加的阶段性鉴定，预定于 1994 年年底装机首飞。 .

发动机的性能指标

发动机的性能指标 发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n表示，单位为r/min。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。

涡轴发动机概况

涡轮轴发动机概况 只想纯蠢的宅 【摘要】涡轮轴发动机作为有人及无人直升机的主要动力装置,在各类发动机中具有不可替代的地位。本文结合国外涡轴发动机的技术发展历程以及军用涡轴发动机的发展历程,介绍了几种典型军用涡轴发动机的性能特点及各国现役军用涡轴发动机的装备情况;分析并总结了涡轴发动机的工作原理技术特点，预测了涡轴发动机的有关技术趋势。 【关键词】涡轴发动机工作原理特点应用发展 1 引言 作为驱动直升机旋翼而产生升力和推进力的动力装置,可分为活塞式发动机和涡轮轴发动机。相对于活塞发动机来说,涡轴发动机功重比大、振动小、便于维修,且最大截面较小，可以大大提高直升机气动力性能。因此,从20世纪50年代开始,涡轴发动机逐步取代活塞发动机,成为直升机的主要动力装置。随着科技的发展和直升机动力的需求，涡轴发动机的研究与发展愈显重要。 2 涡轮轴发动机工作原理 涡轮轴发动机是航空燃气涡轮发动机中的一种。在核心机或燃气发生器后，加装一套涡轮，燃气在这后一涡轮（动力涡轮或低压涡轮）中膨胀，驱动它高速旋转并发出一定功率，动力轴穿过核心机转子，通过压气机前的减速器减速后由输出轴输出功率，就组成了涡轴发动机。以此涡轮轴发动机按有无自由涡轮（动力涡轮与核心机机械连接为一体）分为自由涡轮式和定轴式。但大体上涡轮轴发动机由进气装置、压气机、燃烧室、燃气发生器涡轮、动力涡轮（自由涡轮）、排气装置及体内减速器（因为其涡轮轴转速极高，需要设减速器来水平输出功率。）、附件传动装置等部件构成。 图1 涡轮轴发动机基本结构示意图 2.1 涡轮轴发动机特点 （1）定轴式涡轮轴发动 机（图2）具有功率传送方 便，结够简单等优点。但其 自身的起动性，加速性以及

世界各国航空发动机大全

D-18A 涡轮风扇发动机外形 牌号D-18A 结构形式双转子 推力范围1765daN 现状研制中 装机对象 研制情况 D-18A 是波兰航空研究所研制的一种全新双转子涡轮风扇发动 机，1992 年4 月16 日首次试车。 K-15 涡喷发动机外形 牌号K-15 结构形式单转子 推力范围1470daN 现状生产 装机对象波兰1-22 串列双座教练机、侦察机和对地攻击机。 研制情况 K-15 是波兰航空研究所研制的单转子涡轮喷气发动机。计划于1988 年中公布，目前正由波兰热舒夫工厂生产。 SO-1/SO-3 牌号SO-1/SO-3 结构形式单转子 推力范围980～1080daN UnRegistered 现状停产 产量SO-1 共生产30 台，SO-3 共生产580 台 装机对象SO-1 TS-11 教练机。 SO-3B TS-11 教练机。 SO-3W22 I-22 教练机、侦察机和对地攻击机。 研制情况 SO-1 单转子涡轮喷气发动机是波兰航空研究所设计的，由波兰 热舒夫工厂生产。保证翻修寿命为200h。SO-3 是由SO-1 改进而来，适用于热天气候工作，对压气机、燃烧室和涡轮作了少量修改，外廓尺寸不变。翻修寿命400h。燃油喷嘴和火焰筒经修改后出口温度场 更均匀。 TWD-10B 涡桨发动机外形 牌号TWD-10B 结构形式自由涡轮式单转子 推力范围754kW 现状生产 装机对象安-28 短距起落轻型运输机。 研制情况 TWD-10B 涡桨发动机是波兰热舒夫工厂按前苏联鄂木斯克/格 鲁申柯夫设计局设计的ТВД-10Б涡桨发动机的许可证制造的。翻修寿命1000h。

活塞,涡轴和涡轮螺桨发动机的区别

活塞式发动机 活塞发动机很简单，原理就跟你汽车的发动机一样，空气和燃料在汽缸中燃烧、爆炸，燃气驱动活塞，活塞驱动曲轴，这样化学能就变成机械能了。活塞式发动机必须带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力。所以，作为飞机的动力装置时，发动机与螺旋桨是不能分割的。 由于汽缸在燃气排出后气压低过大气压，那么新鲜的空气会因为气压差而自然进入汽缸之中，这是自然吸气的活塞发动机。当然啦，还有机械增压或者废气涡轮增压的活塞发动机。 活塞发动机结构图 活塞发动机安排方式 （一）活塞式发动机的主要组成 主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。 气缸是混合气（汽油和空气）进行燃烧的地方。气缸内容纳活塞作往复运动。气缸头上装有点燃混合气的电火花塞（俗称电嘴），以及进、排气门。发动机工作时气缸温度很高，所以气缸外壁上有许多散热片，用以扩大散热面积。气缸在发动机壳体（机匣）上的排列形式多为星形或V形。常见的星形发动机有5个、7个、9个、14个、18个或24个气缸不等。在单缸容积相同的情况下，气缸数目越多发动机功率越大。活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动，并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。连杆用来连接活塞和曲轴。曲轴是发动机输出功率的部件。曲轴转动时，通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。除此而外，曲轴还要带动一些附件（如各种油泵、发电机等）。气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。 （二）活塞式发动机的工作原理 活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。活塞式航空发动机大多是四冲程发动机，即一个气缸完成一个工作循环，活塞在气缸内要经过四个冲程，依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。

国产涡桨发动机的发展方向剖析

国产涡桨发动机的发展方向剖析 【摘要】自中国第一台涡轮螺旋桨发动机——WJ5于1965年试制成功以来，国产涡桨发动机历经风风雨雨快40余年，发动机的研制和生产技术取得了巨大的进步。纵观我国航空器的设计和研发基本都走同样的路线：引进—仿制—吸收—改进—自主研发的过程，航空发动机当然也不例外。至今已经形成了涡桨5、涡桨6、涡桨9等一系列涡轮螺旋桨发动机，在国产运-7、运-8和运-12等运输机上广泛运用，笔者从我国现有的技术水平和飞机生产需求方面分析国产涡桨发动机的发展趋势。 【关键词】涡桨发动机;发展;方向 涡桨-6系列发动机是我国涡轮螺旋桨发动机的典型代表，是中国株洲南方航空动力公司生产，现已经诞生出WJ6、WJ6C、WJ6D、WJ6E等多个型号，在我国某型飞机上装备，其单台功率达到4250当量马力，是我国目前生产的功率最大的涡轮螺旋桨航空发动机。 涡桨-5发动机是我国涡桨发动机的另一代表，由哈尔滨120厂生产，衍生出WJ5、WJ5A、WJ5B、WJ5AI和WJ5E等系列型号，主要装备于我国Y-7型系列飞机和SH-5型飞机上，单台可达2790当量马力。 涡桨-9发动机是株洲南方航空动力公司在原涡轴8A基础上改型而来，用于国产Y12飞机，代替进口的加普惠PT-6A型发动机，输出功率约为500kw。 随着飞机改型研发的不断深入，对发动机提出的要求也不断增加，如：要求提供更多供电输出，提升起飞功率，降低油耗，提高可靠性，提高“三防”性能，满足未来电传集成要求等等，对国产发动机提出了更高要求，促使发动机跟进改型。 我国的Y7系列飞机和SH5型号飞机使用WJ5系列型号发动机，新舟60系列飞机和Y12飞机则是我国的出口型飞机，它们分别采用加普惠公司的PW-127J 发动机和PT6A-27型发动机，是国外涡桨发动机在国产飞机上的应用代表。纵观国外航空发动机发展过程和我国涡桨发动机的现状，飞机发展的需要，很容易发现国产发动机的特点，看出国产涡桨发动机的发展必然趋势。 1.涡桨型航空发动机必然长期存在 众所周知，涡轮螺旋桨发动机在低速下效率高于涡扇发动机和喷气式发动机，在中低速飞机中有广泛的需求，如在巡逻、灭火等方面有广泛运用。 其次，涡桨发动机安全性高，对飞行场地要求相对较低，成本低。在小型客机，私人飞机、公务机、农业飞机和多用途飞机上有广泛运用。

涡桨发动机控制技术演变及趋势

涡桨发动机控制技术演变及趋势 摘要：涡桨发动机是以螺旋桨旋转时所产生的力量来作为飞机前进的动力。且 由于螺旋桨技术的不断进步，螺旋桨飞机在高亚声速飞行时的推进效率也大大提高，噪声水平已大幅度下降，其乘坐舒适性基本与涡扇发动机相当。发动机在最 高可达700km/h的亚声速飞行速度范围内的经济性远远超过相应推力等级的涡喷 和涡扇发动机，因而是亚声速飞机尤其是运输机的主要动力装置。 关键词：涡桨发动机；控制；发展 1 国际现有螺旋桨产品的梳理分析 1.1 功率等级 为了确定螺旋桨的功率等级，本文将配装发动机功率为1500kW以下的螺旋 桨称为小功率螺旋桨，功率为1500kW以上的螺旋桨称为大功率螺旋桨。美国哈 策尔（HARTZELL）、欧洲MT所产品主要为小功率螺旋桨，主要装机对象为PT6A 系列和TPE331系列发动机。作为世界最重要的大功率螺旋桨供应商之一，英国 道蒂的螺旋桨产品应用于PW150系列发动机，配装发动机的功率等级达到 3700kW以上。俄罗斯Aerosila的产品功率覆盖范围较广，美法合资FigeacRatier 所列出的产品主要为大功率螺旋桨，被应用于C130和P–3C等知名机型。 1.2 桨叶材料 目前，螺旋桨桨叶主要包括实心叶片或复合材料空心叶片两种类型。从美国 哈策尔（HARTZELL）和欧洲MT的产品可以看出，800～1626kW功率的螺旋桨采 用实心叶片。而英国道蒂3000kW级的螺旋桨采用复合材料制成的叶片。 1.3 螺旋桨转速及直径 小功率等级的螺旋桨具有转速高和直径小的特点，800kW～1500kW功率的螺旋桨设计转速范围为1552～2200rpm，直径为2.25～3.6m。大功率等级螺旋桨的 设计转速在1300以下，直径在3.6m以上。 1.4 变距方式 从美国哈策尔（HARTZELL）和欧洲MT的产品可以看出，800～1626kW功率 的螺旋桨采用“弹簧+单油路”的变距方式。而英国道蒂3000kW级的螺旋桨采用双 油路变距方式。 1.5 安装形式 螺旋桨的安装形式主要包括共轴和偏置两种，主要取决于发动机的减速器功 率输出形式，见图1和图2。减速器功率同轴式输出的发动机，具有径向尺寸小 和轴向尺寸长的特点；减速器功率偏置式输出的发动机，结构紧凑，轴向尺寸短，但是迎风面积较大。 图1 共轴式安装图2 偏置式安装 2 结构形式演变 如表1所示，许多20世纪80年代以前研制的涡桨发动机的控制系统采用了 机械液压式结构，如苏联伊伏琴科设计局40年代末期研制的AI-20单转子涡桨发 动机、普惠加拿大公司50年代研制的PT6A单转子涡桨发动机、美国艾利逊公司（1994年被罗罗公司收购）在20世纪40年代末期研制的T56单转子涡桨发动机等；自20世纪80年代中期以来，涡桨发动机基本采用数字电子控制系统实现对 发动机和螺旋桨的控制（详见表1）。 表1世界典型涡桨发动机控制系统结构形式

涡桨5

涡桨5 (WJ5) WJ5涡轮螺旋桨发动机外形 牌号涡桨5 用途民用涡桨发动机 类型涡轮螺旋桨发动机 国家中国 厂商哈尔滨东安发动机制造公司 生产现状WJ5A/AI/E生产 装机对象WJ5 Y-7 WJ5A SH-5 WJ5B Y-7/Y-7H WJ5AI/WJ5E Y-7/Y-7-100/Y-7-200B/Y-7H/Y-7H500 研制情况 涡桨5(WJ5)发动机是支线客机Y-7飞机的动力装置。1966年初在南方航空动力机械公司开始研制，1968年转由哈尔滨东安发动机制造公司继续研制生产，到1974年9月首次完成150h台架试验。1976年6月按照航空产品定型委员会(航定委)批准的试车大纲通过500h发动机设计定型台架试验，次年，WJ5发动机经航定委批准设计定型，并开始小批生产。发动机性能试飞是1975年完成的，共飞行107h。研制过程共用8台发动机进行了约 5680h台架试验。WJ5发动机曾在国内航线试用，因为在高温、高原环境起飞功率下降，使用受到限制，于1980年停止生产。 与WJ5发动机研制同时，海军于1969年8月提出研制涡桨型发动机作为水轰5(SH-5)飞机动力装置的任务。经论证，决定在WJ5发动机基础上重新设计涡轮部件，改型后的发动机编号为涡桨5甲(WJ5A)，起飞状态的当量功率提高442kW。1978年通过设计定型鉴定试验，次年完成发动机性能试飞，1980年初经航定委批准WJ5A发动机设计定型，装用WJ5A发动机的SH-5飞机于1985年投入使用。研制阶段生产了10台发动机用于台架试验和试飞，台架试验约2050h。 由于WJ5发动机在高温、高原环境条件下起飞功率不足，影响Y-7飞机在高温、高原地区使用。为改善Y-7飞机的性能，在Y-7飞机换***证会上决定研制WJ5AI发动机取代WJ5发动机作为Y-7飞机的动力装置。WJ5AI发动机的主要特点是将WJ5A降低起飞功率使用，同时吸收WJ5发动机在研制、生产和使用过程中所进行的设计改进成果，从而提高发动机工作可靠性、延长工作寿命，而且WJ5AI发动机的温度特性有了明显改善。WJ5AI的改型工作是从1979年底开始，1982年7月通过中国民航总局、空军、海军和航空工业部组织的技术鉴定。 为降低WJ5AI发动机燃油消耗率，改善其经济性，东安发动机制造公司和沈阳航空发动机研究所合作，请美国通用电气公司(GE公司)进行技术咨询，在 WJ5AI基础上重新设计涡轮部件，经改型设计形成WJ5E发动机。1987年5月中国政府批准这一合作工程项目实施，同年8月，与GE公司签订的技术咨询合同经批准正式生效。次年底完成了图纸设计，1990年9月完成样机装配和试验。经测试证明，WJ5E发动机的性能达到了改善经济性和预期目的。随后，两次通过CCAR33部规定的150h持久试验，并完成了CCAR33部规定的型号合格审定验证项目。1993年7月由飞行试验研究院完成了型号合格审定试飞，同年12月经中国民用航空总局批准，WJ5E发动机取得型号合格证。WJ5E发动机是中国首台按照中国

涡轮螺旋桨发动机

涡轮螺旋桨发动机 涡桨发动机是用燃气轮机驱动螺旋桨，同时还利用了喷气作推力。可分为直接传动式和自由涡轮式两种类型。涡轮需要通过减速器带动螺旋桨，减速器的作用是将高转速低扭矩变为低转速高扭矩并送到螺旋桨，减速比一般为5-15.推力由两部分组成，一部分螺旋桨产生，一部分发动机是喷气推进力。85%-95%燃气能量在涡轮中转换成机械能带动螺旋桨。 涡轮喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。其原理简单的来说，空气进入进气道，在压气机的作用下增大压力，然后在燃烧室与燃料充分燃烧，带动涡轮旋转，产生高温高压燃气，然后在尾喷管中继续膨胀，从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多，使发动机获得了反作用的推力。 涡轮风扇发动机是在涡轮喷气发动机基础上改进而来，因为涡轮喷气发动机在低速状态下油耗大，航程低。其原理是在进气道之后，压气机之前加了一排或者几排风扇，然后在压气机外围有一个管壁，直接通向加力燃烧室，称为外涵道；压气机至加力燃烧室这一段称为内涵道。空气进入进气道后，经过风扇，一部分空气进入外涵道直接进入加力燃烧室，另一部分空气则和涡喷发动机一样经过压力机加压，燃烧室燃烧，涡轮转动之后进入加力燃烧室，这样的好处就是低速时一部分空气未经燃烧直接与燃烧后的燃气混合排出，相比涡喷更加省油;高速加力时一部分未经燃烧的空气又可以在加力燃烧室与喷

出的油料充分的燃烧，相比涡喷更可以获得更大的推力。 涡扇发动机的内外涵道空气流量之比称为涵道比，涵道比的高低对发动机性能影响很大。涵道比大，其低速性能好，省油，但高速性能差。反之则相反。 涡轮螺旋桨发动机可以理解成一个超大涵道比的涡轮风扇发动机，其外部的风扇就相当于涡扇发动机的外涵道。由于涵道比超大，尾喷口产生的推力只有总推力的一点点，而且相对于涡扇发动机更加省油，在低速状态下拥有更好的性能，但由于螺旋桨的制约，速度只能维持在900KM以下。涡桨发动机由于具有省油，低速性能好的特点，被广泛应用于巡逻，灭火，反潜，运输，及民用领域。

发动机特性曲线

161 161 第11章 发动机特性 11.1基本概念 全面了解发动机在所有工况下的性能指标的变化，对合理使用、检查与维修发动机，都有很强的适用价值。 11.1.1 发动机特性与特性曲线 1．发动机特性 发动机性能指标随调整情况及运转情况而变化的关系称为发动机特性。发动机性能指标主要有功率、转 矩、燃料消耗率、排气温度、排气烟度等； 调整情况主要指柴油机的供油提前角、汽油 机的点火提前角、发动机燃料等可调因素对 发动机性能的影响；运转情况一般指发动机 转速和负荷等。 2．特性曲线 为了直观显示发动机的特 性，常以曲线形式表示，称为发动机特性曲 线。图11-1为Audi （奥迪） 2.4L 四缸5 气门汽油机的外特性曲线。 3.发动机特性分类 发动机特性分调节特性和性能特性两大 类。 （1）调节特性 指发动机的性能指标随 调节情况而变化的关系。如柴油机的供油提 前角调节特性、汽油机的点火提前角调节特 性、汽油机的燃料调节特性等。 （2）性能特性 指内燃机的性能指标随 运行工况而变化的关系。如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、螺旋桨特性等。 图11-1 发动机特性曲线 （Audi 2.4L5气门V6汽油机外特性）

162 162 11.1.2 发动机特性的制取 发动机特性需在专门的试 验台（俗称发动机台架）上进 行，图11-2显示了带水力测功 器的试验台的基本组成。它可 以模拟发动机的实际工况，使 其在要求的转速和负荷下工 作，并可以同步测量发动机在 各种工况下的功率、燃料消耗、 废气排放、气缸压力等性能参 数。 发动机特性试验，国家已 有标准，需按有关标准，在规 定的条件下进行。 11.2 发动机调节特性 发动机调节特性对发动机的正确调整、使用与维修关系 密切，值得重视。 11.2.1 柴油机供油提前角 调节特性 它是指在发动机转速一定和油量控制机构（如喷油泵的供油拉杆）位置一定条件下，其功率、燃料消耗率等性能指标随供 油提前角变化而变化的关系。 图11-3为柴油机供油提前角调节特性曲 线。由曲线可见，随着供油提前角θ的改变， 发动机的功率与燃料消耗率也随着变化。对应 于最大功率和最小燃料消耗率的供油提前角即 为最佳供油提前角。发动机使用维修时，应注 意按照使用说明书要求，检查调整发动机静态 最佳供油提前角。 最佳供油提前角是随着发动机的转速变化 而变化的，它一般由供油提前角自动调节装置 来控制。对于电控柴油机，则由ECU 根据发动 机工况精确控制。 11.2.2 汽油机点火提前角调节特性 它是指在发动机转速和节气门开度一定条件下，其功率、燃料消耗率等性能指标随点火提前角变化而变化的关系。 图11-2 发动机试验台 1-发动机 2-数显水温表 3-数显油压表 4-数显排温表 5-油门执行器 6-转速表 7- 负荷表 8-水门执行器 9-水温传感器 10-油压传感器 11-排温传感器 12-气 缸压力传感器 13-油压传感器 14-针阀升程仪 15-电 荷放大器 16-电荷放大器 17-霍尔针阀传感器 18-示波器 19-水力测功器 20-转角信号发生器 21-电荷放大器 22-Ａ/Ｄ转换板 23-微机 24-打印机 25-显示器 图11-3 柴油机供油提前角调

涡喷_涡扇_涡桨发动机

涡喷、涡扇、涡桨发动机的区别涡扇比涡喷省油，这是很多人都知道的。但是为什么省油，这里的道理就不一定清楚了。一般来说，涡扇的排气温度低，排气速度也低，为什么这就能够省油呢？ 从热力学第二定律的角度来说，在做功同样的情况下用能量最低的方式实现，其效率是最高的。但是涡扇的效率也可以用更加直观的能量守恒来讲。 涡喷是纯喷气发动机，进气通过核心发动机膨胀做功，然后从尾后喷出，产生全部推力。

涡扇是在涡喷前端加一级（或多级）风扇，风扇驱动气流大部分从函道绕过核心发动机（也称外函道），也就是图中的secondary air stream ；然后和通过核心发动机喷出的气流混合，也就是图中的primary air stream（也称内函道），两者共同产生推力。 涡桨相当于把涡扇的围壳去掉，核心发动机只产生极少推力，主要推力由螺旋桨产生。 喷气发动机的基本工作原理是燃气燃烧产生热，空气受热膨胀，高压空气向后喷射而出，形成推力。这是纯喷气发动机的情况。要是涡扇，一部分喷气的动能转化为机械能，驱动风扇产生额外的推力。要是涡桨，基本上绝大部分喷气的动能都转化为机械能，驱动螺旋桨产生推力了。 从能量守恒来说，燃气燃烧产生的热能与喷气所携带的动能和热能加上机械损耗的能量相等，也就是： 燃烧产生热能=喷气的动能+喷气的热能+机械损耗的能量 另一个关系式是发动机的推力。根据动量和冲量等价的公式， Ft=mV或者说，F=Vm/t

其中F是推力，V是喷气速度，m/t就是质量流量。换句话说，推力不单是由喷气速度产生的，而是喷气速度和喷气流量的乘积。只有两者都提高了，或者是一项提高的速度快于另一项降低的速度，才能增加推力。 另一方面， 单位时间里燃烧产生的热能=单位时间里喷气的动能+单位时间里喷气的热能+单位时间里的机械损耗的能量 假定单位时间里燃烧产生的热能不变，这是对给定耗油量的一个合理的假设，并假定忽略喷气所带的热能和机械损耗，那得出： 单位时间里喷气的动能=常数 也就是说， 1/2*m*V*V/t=常数或者说，1/2*F*V=常数 换句话说，在耗油量不变的情况下喷气速度增加将导致推力的降低。 再来看喷气温度。喷气所带的热能和温度有关，温度增加，热能增加。如果假定固定的热容和空气流量，那热能的增加和温度是呈现性关系的。是假热容量随温度会有所变化，空气流量也要随涡喷、涡扇改变，再次就不用考虑这些问题了。 由于， 单位时间里燃烧产生的热能=单位时间里喷气的动能+单位时间里喷气热能+单位时间里机械损耗的能量 喷气热能增加必然导致喷气动能的减少，所以喷气温度提高对增加推力不利。 涡扇将一部分喷气的动能转化为机械能，驱动风扇产生额外的推力。风扇的“鼓风”不通过核心发动机，而是从核心发动机外的同心环道里导向后方，

航空涡轮轴发动机简介

航空涡轮轴发动机简介 航空涡轮轴发动机,或简称为涡铀发动机,是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。法国是最先研制涡轴发动机的国家。50年代初,透博梅卡研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机,功率达到了206kW(280hp),成为世界上第一台直升机用航空涡轮轴发动机,定名为“阿都斯特—l”(Artouste—1)。首先装用这种发动机的直升机是美国贝尔直升

机生产的Bell47(编号为XH—13F),于1954年进行了首飞。 涡轴发动机的主要机件 与一般航空喷气发动机一样,涡轴发动机也有进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气装置等五大机件,涡轴发动机典型结构如下图所示。 进气装置 由于直升机飞行速度不大,一般最大平飞速度

在350km/h以下,故进气装置的内流进气道采用收敛形,以便气流在收敛形进气道内作加速流动,以改善气流流场的不均匀性。进气装置进口唇边呈圆滑流线,适合亚音速流线要求,以避免气流在进口处突然方向折转,引起气流分离,为压气机稳定创造一个好的进气环境。有的涡轴发动机将粒子分离器与进气道设计成一体,构成“多功能进气道”,以防止砂粒进入发动机内部磨损机件或者影响发动机稳定,这种多功能进气道利用惯性力场,使含有砂粒的空气沿着一定几何形状的通道流动。由于 zbc6e 通用航空 https://www.wendangku.net/doc/ca4476733.html,

砂粒质量较空气大,在弯道处使砂粒获得较大的惯性力,砂粒便聚集在一起并与空气分离,排出机外(见下图)。 压气机 压气机的主要作用是将从进气道进入发动机的空气加以压缩,提高气流的压强,为燃烧创造有利条件。根据压气机内气体流动的特点,可以分为轴流式和离心式两种。轴流式压气机,面积小、流量大;离心式结构简单、较稳定。涡轴发动机的压

浅谈航空涡桨与涡轴发动机

提到涡桨与涡轴发动机，不得不先提到“燃气轮机”。燃气轮机，是“燃气涡轮轮机”的同义词。 某重型燃气轮机压气机 凡是有“涡”字的，就是“涡轮盘”（英文，turbine）的简称。一大半就是燃气的。哦还有另一样半啊？那就是“蒸汽轮机”(“蒸汽涡轮机”)。 “蒸汽轮机”和“燃气轮机”原理相同的地方就是都是高温气体推动涡轮盘运转，把热能转化为机械能。 “蒸汽轮机”的蒸汽，就是锅炉烧水产生的，由于要用蒸汽锅炉烧水重量大，所以只能用在火车，船舶，发电厂，在此就不多说了。 言归正传，回到“燃气轮机”，就是直接烧氧气和燃油的混合气体，用在飞机，船舶，发电厂，车辆。

使用蒸汽轮机的火车头 还有依据中国的相关行业习惯，“轮机”这个词，用在船舶和发电设备的那种巨型的“涡轮盘”（英文，turbine）。 而用在飞机上的“燃气轮机”，一般叫“燃气涡轮”(gas turbine)，包括:涡喷（turbojet），涡扇（turbofan），涡桨(turboprop)，涡轴（turboshaft）,桨扇发动机（Propfan），也自然是“燃气涡轮”的成员。 不多见的桨扇发动机

涡喷和涡扇发动机工作原理类似，主要区别是涡扇发动机是在涡喷发动机的压气机前再增加低压压气机，又称风扇，风扇由低压涡轮提供动力。 涡扇发动机工作原理图 下面我们主要谈涡桨和涡轴发动机。 航空涡轴发动机是一种以空气为作功工质的燃气涡轮发动机。它主要是靠输出功率带动负载工作的燃气涡轮发动机，能将动力涡轮有效功率的绝大部分(95%以上)通过输出轴带动负载。涡桨发动机是用燃气涡轮带动螺旋桨的燃气涡轮发动机。涡轴发动机有进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气装置等五大机件。

火箭发动机的性能参数

火箭发动机的基本性能参数 （1）推力 火箭发动机的推力就是作用在发动机内外表面的各种力的合力。图3-2所示为发动机的推力室，它由燃烧室和和喷管两部分组成。作用在推力室上的力有推进剂在燃烧室内燃烧产生的燃气压力p e ,外界的大气压力p 0，以及高温燃气进过喷管以很高的速 度向后喷出所产生的反作用力。由于喷管开口，作用在推力室内外壁的压力不平衡，产生向前的一部分推力，加上喷气流所产生的反作用力，发动机推力的合力为 e e e A p p mu F )(0-+= （3.1） 式中，F 为发动机推力（N ）；m 为喷气的质量流率，即单位时间的质量流量(kg/s);e u 为喷管出口的喷气速度（m/s ）； p e 为推力室内燃气的压力（Pa ）；p 0为外界大气的压力（Pa ）;e A 为喷管出口的截面积（m 2） 从公式（3.1）可知，火箭发动机的推力由两部分组成。第一部分是由动量定理导出的mu e 项，它是推力的主要部分，占总推力的90%以上。成为动推力。它的大小取决于喷气的质量流率和喷气速度，前者实际上等于单位时间推进剂的消耗量。为了获得更高的喷气速度，要求采用高能的推进剂，并使推进剂的化学能尽可能多地转换为燃气的动能。 第二部分是由于喷管出口处燃气压力和大气压力不同所产生的A(p 0p e -)项，与喷管出口面积及外界大气的压力有关，称为静推力。显然，静推力随外界大气压力的减小而增大。这是3.2.1节讲过的 火箭发动机的主要特点之一。为方便起见，定义p e =e p o 时发动机的工作状态为设计状态。在设计状态下静推力等于零，总推力等于动推力，称之为特征推力或额定推力。用F e 表示，则: F e =mu e (3.2) 一般情况下，发动机的额定推力是不变的。发动机在接近真空的条件下工作时，

航空涡轴发动机原理

航空涡轴发动机原理 航空涡轮轴发动机，或简称为涡铀发动机，是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。法国是最先研制涡轴发动机的国家。50年代初，透博梅卡研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机，功率达到了206kW(280hp)，成为世界上第一台直升机用航空涡轮轴发动机，定名为“阿都斯特—l”(Artouste —1)。首先装用这种发动机的直升机是美国贝尔直

升机生产的Bell47(编号为XH—13F)，于1954年进行了首飞。 涡轴发动机的主要机件 与一般航空喷气发动机一样，涡轴发动机也有进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气装置等五大机件，涡轴发动机典型结构如下图所示。进气装置 由于直升机飞行速度不大，一般最大平飞速度

在350km/h以下，故进气装置的内流进气道采用收敛形，以便气流在收敛形进气道内作加速流动，以改善气流流场的不均匀性。进气装置进口唇边呈圆滑流线，适合亚音速流线要求，以避免气流在进口处突然方向折转，引起气流分离，为压气机稳定创造一个好的进气环境。有的涡轴发动机将粒子分离器与进气道设计成一体，构成“多功能进气道”，以防止砂粒进入发动机内部磨损机件或者影响发动机稳定，这种多功能进气道利用惯性力场，使含有砂粒的空气沿着一定几何形状的通道流动。由于 zbc6e 通用航空 https://www.wendangku.net/doc/ca4476733.html,

砂粒质量较空气大，在弯道处使砂粒获得较大的惯性力，砂粒便聚集在一起并与空气分离，排出机外(见下图)。压气机 压气机的主要作用是将从进气道进入发动机的空气加以压缩，提高气流的压强，为燃烧创造有利条件。根据压气机内气体流动的特点，可以分为轴流式和离心式两种。轴流式压气机，面积小、流量大；离心式结构简单、较稳定。涡轴发动机的压气机，其结构形式几经演变，从纯轴流式、单级离

发动机性能测试参数表

序号编号类别变量名参数单位流量温度压力其它1S01通项SPEED发动机转速rpm√2S02TORQUE发动机扭矩N.m√3S03BMEP平均有效压力bar√4S04P发动机功率kW√5S05T_AIR环境气体温度℃T 6S06P_AIR环境气体压力kPa P 7S07PHI环境湿度g/kg√8S08REDFAC修正系数-√9S09T_EC修正扭矩N.m√10S10P_EC修正功率kW√11G01气体T_CLR_I空滤器入口空气温度℃T 12G02T_CLR_O空滤器出口空气温度℃T 13G03T_COMP_I压气机进口气体温度℃T 14G04T_COMP_O压气机出口气体温度℃T 15G05T_ARC_I中冷器入口气体温度℃T 16G06T_ARC_O中冷器出口气体温度℃T 17G07T_ETC_I节气门前气体温度℃T 18G08T_ETC_O节气门后气体温度℃T 19G09T_INTAKE稳压腔中部气体温度℃T 20G10T_IM1进气道气体温度(1缸)℃T 21G11T_IM2进气道气体温度(2缸)℃T 22G12T_IM3进气道气体温度(3缸)℃T 23G13T_EM1排气道气体温度(1缸)℃T 24G14T_EM2排气道气体温度(2缸)℃T 25G15T_EM3排气道气体温度(3缸)℃T 26G16T_EM排气歧管总温度℃T 27G17T_Turbo_I涡轮机前排气温度℃T 28G18T_Turbo_O涡轮机后排气温度℃T 29G19T_EXH排气总管温度℃T 30G20T_CAT_I催化器前排气温度℃T 31G21T_CAT_M催化器中温度℃T 32G22T_CAT_O催化器后温度℃T 33G23T_MUF_I消声器前温度℃T 34G24T_MUF_O消声器后温度℃T 35G25P_CLR_I空滤器进口空气压力kPa P 36G26P_CLR_O空滤器出口空气压力kPa P 37G27P_COMP_I压气机进口气体压力kPa P 38G28P_COMP_O压气机出口气体压力kPa P 39G29P_ARC_I中冷器入口气体压力kPa P 40G30P_ARC_O中冷器出口气体压力kPa P 41G31P_ETC_I节气门前气体压力kPa P 42G32P_ETC_O节气门后气体压力kPa P 43G33P_INTAKE稳压腔中部气体压力kPa P 44G34P_IM1进气道气体压力(1缸)kPa P 45G35P_IM2进气道气体压力(2缸)kPa P 46G36P_IM3进气道气体压力(3缸)kPa P 47G37P_EM1排气道气体压力(1缸)kPa P 48G38P_EM2排气道气体压力(2缸)kPa P 49G39P_EM3排气道气体压力(3缸)kPa P 50G40P_EM排气歧管总压力kPa P 51G41P_Turbo_I涡轮机前排气压力kPa P