渦輪風扇發動機的工作原理 看完你就知道中外製造差距了

2020-12-05 裝備知識

渦扇發動機全稱為渦輪風扇發動機(Turbofan)是飛機發動機的一種,由渦輪噴氣發動機(Turbojet)發展而成。

與渦輪噴氣比較,主要特點是首級壓縮機的面積大很多,同時被用作為空氣螺旋槳(扇),將部分吸入的空氣通過噴射引擎的外圍向後推。發動機核心部分空氣經過的部分稱為內涵道,僅有風扇空氣經過的核心機外側部分稱為外涵道。渦扇引擎最適合飛行速度400至1,000公裡時使用,因此現在多數的飛機引擎都採用渦扇作為動力來源。

工作原理

渦輪風扇發動機由風扇、低壓壓氣機(髙涵比渦扇特有)、高壓壓氣機、燃燒室、驅動壓氣機的高壓渦輪、驅動風扇的低壓渦輪和排氣系統組成。其中高壓壓氣機、燃燒室和高壓渦輪三部分統稱為核心機,由核心機排出的燃氣中的可用能量,一部分傳給低壓渦輪用以驅動風扇,餘下的部分在噴管中用於加速排出的燃氣。

風扇轉子實際上是 1級或幾級葉片較長的壓氣機,空氣流過風扇後,分成兩路:一路是內涵氣流,空氣繼續經壓氣機壓縮,在燃燒室和燃油混合燃燒,燃氣經渦輪和噴管膨脹,燃氣以高速從尾噴口排出,產生推力,流經路程為經低壓壓氣機、高壓壓氣機、燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪,燃氣從噴管排出;

另一路是外涵氣流,風扇後空氣經外涵道直接排入大氣或同內涵燃氣一起在噴管排出。渦輪風扇發動機組合了渦輪噴氣和渦輪螺槳發動機的優點。渦扇發動機轉換大部分的燃氣能量成驅動風扇和壓氣機的扭矩,其餘的轉換成推力。

渦扇發動機的總推力是核心發動機和風扇產生的推力之和。這種有內外二個涵道的渦輪風扇發動機又稱為內外涵發動機。也就是說,渦扇發動機可以是分開排氣的或混合排氣的,可以是短外涵的或長外涵(全涵道)的。

風扇可作為低壓壓氣機的第1級由低壓渦輪驅動,也可以由單獨的渦輪驅動。 渦扇發動機的推力由兩部分組成:內涵產生的推力和外涵產生的推力。

對於高涵道比渦扇發動機,風扇產生的推力佔78%以上。流經外涵和內涵的空氣流量之比稱為涵道比或流量比。涵道比對渦輪風扇發動機性能影響較大,涵道比大,耗油率低,但發動機的迎風面積大;涵道比較小時,迎風面積小,但耗油率大。

內外涵兩股氣流分開排入大氣的稱為分排式渦輪風扇發動機。內外涵兩股氣流在內涵渦輪後的混合器中相互滲混後通過同一噴管排入大氣的,稱為混排式渦輪風扇發動機。

渦輪風扇發動機也可安裝加力燃燒室,成為加力渦輪風扇發動機。在分排式渦輪風扇發動機上的加力燃燒室可以分別安裝在內涵渦輪後或外涵通道內,在混排式渦輪風扇發動機上則可裝在混合器後面。

相關焦點

  • 渦輪風扇式發動機的壓氣機——結構與原理
    渦輪風扇式發動機尾焰如今,渦輪風扇式發動機廣泛應用在民用飛機和軍用飛機上,甚至有些經過改裝後作為船隻和坦克的發動機。渦輪風扇式發動機(TurboFan),通過燃燒燃料造成膨脹,使渦輪(Turbo)葉片轉動;然後,再由渦輪驅動向燃燒室提供壓縮空氣的壓氣機(Compressor)。以此進行循環。同時,壓氣機向外排氣,產生額外的推力。
  • 渦輪發動機工作原理
    渦輪發動機是一種高技術的發動機類型,它廣泛的用於汽車、飛機等大型設備上。該傳統的發動機相比,渦輪發動機的特點有:動力更強、持續時間更長、壽命更加強大等,相信不遠的將來會有更多的設備用上渦輪發動機。今天就一起看下渦輪發動機工作原理?
  • 渦扇發動機 渦扇發動機工作原理
    作為一款飛機發動機,它有著哪些特點呢?下面就是渦扇發動機以及渦扇發動機工作原理的知識。什麼是渦扇發動機渦扇發動機全稱為渦輪風扇發動機是飛機發動機的一種,由渦輪噴氣發動機發展而成。渦扇發動機工作原理1、渦扇發動機的組成渦輪風扇發動機由風扇、低壓壓氣機(髙涵比渦扇特有)、高壓壓氣機、燃燒室、驅動壓氣機的高壓渦輪、驅動風扇的低壓渦輪和排氣系統組成
  • 技術解析:渦輪風扇提高散熱原理分析
    技術解析:渦輪風扇提高散熱原理分析 2007年11月30日 04:09作者:白樺編輯:白樺文章出處:泡泡網原創 在介紹之前讓我們來補補課,最常見的軸流風扇和徑流風扇在。■ 何謂軸流與徑流風扇?傳統軸流風扇有何弊端?風扇有軸流和徑流式兩種,是以風扇工作時空氣的流動方向而進行劃分。軸流式風扇工作時,葉片推動空氣以軸向流動,所以稱為軸流風扇。傳統軸流風扇的缺陷:由於氣流受到電機的阻隔,無法順利到達中央部位,造成「盲區」。
  • 電動汽車發動機,發動機工作原理知識介紹
    發動機工作原理知識介紹知識介紹:簡介1.水溫是否達到了要求:如今的汽車散熱器風扇大都是採用電子溫控式進行工作的,因此一般只有你的汽車內水溫達到了符合要求的溫度因此當你的汽車散熱器風扇出現了不轉的故障,首先應當去看一下水溫是否達到了要求。2.繼電器出現故障:如果水溫合乎要求,汽車散熱器風扇仍舊不能工作,那麼還有可能是風扇的繼電器的問題,如果繼電器出現了故障,汽車的散熱器風扇也是沒法工作的。
  • 超靜音設計 渦輪風扇散熱原理全面解析
    當然N15/N16筆記本散熱器還有一個過人之處,這就是從高端納努克系列繼承而來的雙渦輪散熱技術,提供了超靜音工作環境,給用戶帶來更舒適的應用體驗。那麼雙渦輪散熱技術究竟有何優勢呢?接下來詳細介紹給大家。  在論述雙渦輪風扇優勢之前,讓我們先對軸流風扇、徑流風扇及其優缺點有個簡單的了解:●何謂軸流與徑流風扇?傳統軸流風扇有何弊端?
  • 渦輪發動機,航空航天發動機中的絕對主力
    classification):(1)渦輪噴氣發動機( (turbojet engine)):它是一種利用渦輪的軸向輸出來驅動壓縮機並利用發動機排放的廢氣能量作為驅動力的發動機。(2)渦扇發動機(turbofan engine):渦輪的軸向輸出,用於驅動壓縮機,在額外的渦輪上轉動推力風扇,同時將發動機產生的排氣能量作為推力。廢氣的噴射速度降低,但包括風扇在內的總空氣流量增加,使得發動機推力增加。
  • 渦輪螺旋槳發動機的工作原理
    由於燃氣的溫度和速度極低,所產生的反作用力(推力)一般比較少,這個推力轉化為推進功率時,僅約佔渦輪螺旋槳發動機功率的10%,正因為排出發動機的能量大大降低了,因此,渦輪螺旋槳發動機的經濟性好。    渦輪螺旋槳發動機簡圖    大多數的渦輪螺旋槳發動機,動力渦輪與燃氣發生器的渦輪是分開的,且以不同的轉速工作。由於動力渦輪與核心機沒有機械地連成一體,因此也稱它為自由渦輪。
  • 我國航空發動機的短板之一,淺談渦輪材料及製造方法
    前些天寫了一篇關於渦輪葉片冷卻方法的文章,受到了大家的關注。一些人認為,我們已經能製造出好的渦輪葉片,因此和歐美的技術已經沒差距了。我認為這種想法是錯的,雖然我們確實已經進步了許多,但是在渦輪葉片的冷卻和材料上,和它們的差距還是有的,還是我們的短板之一。今天,我們來談談渦輪材料及製造方法。
  • 航空知識:渦輪噴氣發動機
    這幾個因素合在一起,決定了活塞式發動機+螺旋槳的推進模式已經走到了盡頭,要想進一步提高飛行性能,必須採用全新的推進模式,噴氣發動機應運而生。  噴氣推進的原理大家並不陌生,根據牛頓第三定律,作用在物體上的力都有大小相等方向相反的反作用力。噴氣發動機在工作時,從前端吸入大量的空氣,燃燒後高速噴出,在此過程中,發動機向氣體施加力,使之向後加速,氣體也給發動機一個反作用力,推動飛機前進。
  • 你見過無葉片風扇嗎?
    專注81年,日本電器品牌 SK 研發出了一款高科技無扇葉風扇——SK JAPEN 無葉風扇長這樣的,和你想像中的差距大嗎?無葉風扇也叫空氣增倍機,它能產生自然持續的涼風。因無葉片,不會覆蓋塵土或傷到兒童插進的手指。無葉風扇原理
  • 從F35戰機上的發動機葉片,看工業差距。
    比如航空發動機,儘管近年來我國已經製造出了很多性能先進的國產發動機,但是這些發動機還不能算是世界頂尖發動機,與美國等國家還存在一定的差距。航空發動機是一種高度複雜和精密的熱力機械,作為飛機的心臟,不僅是飛機飛行的動力,也是促進航空事業發展的重要推動力,人類航空史上的每一次重要變革都與航空發動機的技術進步密不可分。
  • 噴氣式發動機 噴氣發動機工作原理
    1930年,弗蘭克·惠特爾取得了他使用燃氣渦輪發動機的第一個專利,但直到11年後,他的發動機在完成其首次飛行,弗蘭克·惠特爾的這種發動機形成了現代渦輪噴氣發動機的基礎。在第二次世界大戰期間,惠特爾和奧海因繼續進行研究,當然還是各自為政,因為英國和德國正處於交戰狀態。看來對於無論哪個國家來說,能擁有可快速製造的用噴氣發動機來推進的航空器,都將是巨大的軍事優勢。
  • 你知道航空發動機渦輪葉片是如何檢測的嗎
    法律顧問:趙建英律師 航空發動機最重要的零件之一就是渦輪葉片,它是採用不同於普通材料製成的,價格非常昂貴。發動機的性能很大程度上取決於葉片型面的設計和製造水平。航空發動機葉片是典型的自由曲面零件,它的曲線形狀、製造精度和質量直接決定了發動機的推進效率大小和安全。
  • 工程機械發動機冷卻系統及風扇工作形式
    ,其使發動機得到適度的冷卻,並保持其在最適宜地溫度範圍內工作。冷卻系工作不良是發動機產生故障,當冷卻過度,熱量散失過多,增加燃油消耗,冷凝在氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤滑油,磨損加劇。當冷卻不足,會使發動機過熱,充氣量減少燃燒不正常,發動功率下降潤滑不良,加劇磨損。所以,冷卻系統對於工程機械至關重要。
  • 中國航空發動機弱在哪兒
    評判航空發動機的優劣有很多指標,從不同角度看,最常用的有推力、推重比、發動機效率和燃油消耗率,還有加速性能、工作穩定性、環境適應性、隱身性、壽命,還可以加上發動機噪聲、汙染、維修性、保障性以及幾何尺寸、重量和價格等。    但筆者認為,對於軍用航空發動機而言,推重比、可靠性、工作穩定性和燃油消耗率是最重要的4個指標。
  • 發動機課堂:空氣噴氣式發動機
    衝壓噴氣式發動機工作原理圖脈動式噴氣發動機工作原理圖有壓氣機的空氣噴氣發動機在有壓氣機的空氣噴氣發動機中,壓氣機用燃燒室後的燃氣渦輪來驅動,因此這類發動機又稱為航空燃氣渦輪發動機渦輪風扇發動機,驅動壓氣機的燃氣渦輪出來的燃氣,先在另一個渦輪(稱為低壓渦輪)中膨脹,以驅動一個裝在壓氣機前面的風扇,最後再在尾噴管中膨脹並以一定的速度噴出。在渦輪風扇發動機中,風扇出來的空氣,一部分流進壓氣機,經過燃燒室、渦輪由尾噴管噴出,這股氣流稱為內涵氣流,其流通部分稱內涵道;另一部分由圍繞內涵道的外部環形通道(稱外涵道)流過,稱外涵氣流。
  • 飛機飛行原理動態圖強勢來襲 帶你漲姿勢
    前進靠的是發動機的動力帶動螺旋槳旋轉產生的向前牽引力或是噴氣產生的向前推力。 上升是根據伯努利原理,即流體(包括氣流和水流)的流速越大,其壓強越小;流速越小,其壓強越大。還有,升力和迎角等都有很大關係。大多數飛機由五個主要部分組成:機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置。看完這些圖,讓你秒懂!
  • 發動機「動態圖」,讓你搞懂各種發動機原理!
    通過直觀的發動機工作動態圖,可以了解各種發動機的工作原理!1、單缸發動機單缸發動機是所有發動機中最簡單的一種,它只有一個氣缸,是發動機的基本形式。單缸發動機工作時,曲軸每轉一圈(二衝程)或兩圈(四衝程),氣缸內的混合氣點火燃燒一次,從聲音和振動上,能明顯地感到發動機的工作是斷續的,排氣也是「突突」的斷續聲。2、雙缸發動機雙缸發動機,是指有兩個氣缸的發動機,它是由兩個相同的單缸排列在一個機體上共用一根曲軸輸出動力所組成。
  • RGB風扇:最好的散熱方式是,給你的硬體加顆渦輪
    目前為了使電腦硬體處於良好的溫度環境,大部分電腦硬體都使用風扇進行散熱。那麼你對自己使用的風扇了解嗎?隨著電腦處理器的更新,CPU散熱器更新迭代;顯卡系列的升級,顯卡散熱器越發強大;其中還有五顏六色的機箱風扇,以及電源風扇。