【簡介:】PW9000就是GTF驗(yàn)證機(jī)的正式命名, 10000磅(45千牛)推力級商務(wù)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)到30000鎊 (135千牛)推力級下一代空客和波音公司單通道飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ), 屬于軍民通用型號節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)。 我
PW9000就是GTF驗(yàn)證機(jī)的正式命名, 10000磅(45千牛)推力級商務(wù)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)到30000鎊 (135千牛)推力級下一代空客和波音公司單通道飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ), 屬于軍民通用型號節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)。 我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)是航空工業(yè)的短板,這個(gè)是由很多客觀因素造成, 特別是耐高溫金屬材料和加工工藝不過關(guān)造成,可靠性和全壽命期 都比西方同類有一定的差距。 PW9000和WS10相比,還不如拿著爆竹和手雷相比更合理。
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生
二戰(zhàn)以前,活塞發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳的組合已經(jīng)取得了極大的成就,使得人類獲得了挑戰(zhàn)天空的能力。但到了三十年代末,航空技術(shù)的發(fā)展使得這一組合達(dá)到了極限。螺旋槳在飛行速度達(dá)到800千米/小時(shí)的時(shí)候,槳尖部分實(shí)際上已接近了音速,跨音速流場使得螺旋槳的效率急劇下降,推力不增反減。螺旋槳的迎風(fēng)面積大,阻力也大,極大阻礙了飛行速度的提高。同時(shí)隨著飛行高度提高,大氣稀薄,活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也會(huì)減小。
這促生了全新的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)體系。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)吸入大量的空氣,燃燒后高速噴出,對發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生反作用力,推動(dòng)飛機(jī)向前飛行。
早在1913年,法國工程師雷恩·洛蘭就提出了沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì),并獲得專利。但當(dāng)時(shí)沒有相應(yīng)的助推手段和相應(yīng)材料,噴氣推進(jìn)只是一個(gè)空想。1930年,英國人弗蘭克·惠特爾獲得了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)專利,這是第一個(gè)具有實(shí)用性的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。11年后他設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)首次飛行,從而成為了渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的鼻祖。
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的原理
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)簡稱渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),通常由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和尾噴管組成。部分軍用發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。
渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)屬于熱機(jī),做功原則同樣為:高壓下輸入能量,低壓下釋放能量。
工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)首先從進(jìn)氣道吸入空氣。這一過程并不是簡單的開個(gè)進(jìn)氣道即可,由于飛行速度是變化的,而壓氣機(jī)對進(jìn)氣速度有嚴(yán)格要求,因而進(jìn)氣道必需可以將進(jìn)氣速度控制在合適的范圍。
壓氣機(jī)顧名思義,用于提高吸入的空氣的的壓力。壓氣機(jī)主要為扇葉形式,葉片轉(zhuǎn)動(dòng)對氣流做功,使氣流的壓力、溫度升高。
隨后高壓氣流進(jìn)入燃燒室。燃燒室的燃油噴嘴射出油料,與空氣混合后點(diǎn)火,產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?,向后排出?
高溫高壓燃?xì)庀蚝罅鬟^高溫渦輪,部分內(nèi)能在渦輪中膨脹轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。由于高溫渦輪同壓氣機(jī)裝在同一條軸上,因此也驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn),從而反復(fù)的壓縮吸入的空氣。
從高溫渦輪中流出的高溫高壓燃?xì)猓谖矅姽苤欣^續(xù)膨脹,以高速從尾部噴口向后排出。這一速度比氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的速度大得多,從而產(chǎn)生了對發(fā)動(dòng)機(jī)的反作用推力,驅(qū)使飛機(jī)向前飛行。
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
這類發(fā)動(dòng)機(jī)具有加速快、設(shè)計(jì)簡便等優(yōu)點(diǎn),是較早實(shí)用化的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)類型。但如果要讓渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)提高推力,則必須增加燃?xì)庠跍u輪前的溫度和增壓比,這將會(huì)使排氣速度增加而損失更多動(dòng)能,于是產(chǎn)生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)油耗大,對于商業(yè)民航機(jī)來說是個(gè)致命弱點(diǎn)。
渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)剖視示意圖