mb90087發動機特性,本章對渦輪噴氣、渦輪風扇、渦輪螺旋槳和渦輪軸發動機的工作特性和一些特征進行簡要說明。

渦輪噴氣發動機,穩態下的共同工作.

發動機幾大部件組合在一起構成發動機本體,其共同工作,對于進氣道和噴管面積不可調的發動機來說,實際上就是壓氣機、燃燒室和渦輪的共同工作。通常將壓氣機、燃燒室和渦輪稱為燃氣發生器。研究壓氣機和渦輪的共同工作是研究各種類型燃氣渦輪發動機各部件共同工作的基礎。

發動機工作時轉子不停的轉動,按轉子轉動情況可把發動機工作分為穩態和過渡態工作。

態是指發動機在某一轉速下連續態是指到另一速的工態。關于共工也就兩種狀態下發動機穩態下的共同工作條件有(以單軸發動機為例):

流量連續,單軸渦噴發動機,壓氣機和渦輪的轉速是同一的;

流過渦輪的燃氣流量等于流人壓氣機的空氣流量加上進人燃燒室的燃油再減去引氣系統引出的空氣流量,如果假設燃油流量近似于引氣流量,則簡化為流過渦輪的燃氣流量等于流人壓氣機的空氣流量;

壓力平衡,渦輪進口燃氣總壓等于壓氣機出口總壓乘以燃燒室的總壓恢復系數;

功率平衡,壓氣機消耗功等于渦輪輸出的功乘以機械效率。

渦輪功率與壓氣機功率平衡是暫時的、相對的、有條件的。當外界條件(飛行高度、速度和大氣狀態)發生變化或部件性能參數發生變化時,都將使渦輪功率和壓氣機功率發生變化,不能保持平衡。由于發動機各個部件是協同工作的,它們相互影響,相互制約。

例如,飛行高度上升,由于大氣密度減小,進人發動機的空氣流量減少,引起渦輪前燃氣總溫升高,使渦輪功增大,發動機轉速會增大。為了保持發動機轉速不變,應適當減少供油量來控制渦輪前總溫,使渦輪功率等于壓氣機功率。

過渡態下的共同工作,發動機過渡態包括啟動、加速和減速工作狀態。要使發動機從某一轉速增加到另一轉速,渦輪輸出的功率必須大于壓氣機所消耗的功率,通常將渦輪功率與壓氣機功率之差叫做剩余功率。所以發動機加速的必要條件是要有剩余功率。

改變發動機轉速的最好方法是改變渦輪前溫度以改變渦輪功率,而改變渦輪前溫度可通過改變供油量來實現。快推油門時,發動機轉速快速上升的能力叫加速性。加速性的好壞由加速時間來衡量。加速時間通常指從慢車轉速加速到最大轉速或某一高轉速的時間。加速時間越短,加速性越好。

為縮短加速時間應盡可能增大渦輪前燃氣總溫,以增大剩余功率。但是,它有幾種限制:壓氣機喘振的限制,渦輪超溫的限制,燃燒室富油熄火的限制以及超轉限制。

大氣溫度降低、大氣壓力升高、飛行速度增大時,引起空氣流量增大,剩余功率隨之增大,發動機加速時間短,加速性變好。飛行高度升高,除因空氣流量減少,加速性變差外,還由于高空燃燒條件變差,穩定燃燒范圍縮小,供油量增加受到限制,加速性變差。

如果渦輪功率小于壓氣機功率時,發動機處于減速狀態。減速過程中,在任何一個轉速下的供油量比同一轉速下穩定工作時的供油量小,混合氣貧油。如果供油量減少過多,余氣系數過大,會超過貧油極限而熄火,即減速過程受到貧油熄火的限制。

發動機從靜止狀態開始運轉到轉速達到慢車轉速的過程叫啟動過程,詳見啟動和點火系統。

發動機的特性,民航發動機常用的工作狀態.

一最大起飛工作狀態,不使用噴水時批準使用的最大起飛推力,該推力級別使用有時間限制,僅用于起飛;

一最大連續工作狀態,這是批準發動機連續使用的最大推力,為延長發動機壽命,這個級別推力在駕駛員的判斷下保證安全飛行使用;

一最大巡航工作狀態,巡航時批準使用的最大推力．

一慢車工作狀態,這是發動機能夠保持穩定工作的最小轉速,用于在地面或空中以最低推力工作。

此外,還有最大爬升即正常爬升批準的最大推力工作狀態及反推力工作狀態。最大復飛推力是飛機復飛時允許使用的最高推力。

發動機特性,隨著發動機的轉速,飛行速度,飛行度的變化規律稱為發動機特性,度特性和特性。飛行高度和飛行速度不變的情況下,消的變化規律叫發動機轉速特性(見圖4-1)。

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