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飞机涡轮风扇发动机的工作原理是什么?

涡轮发动机:是一种利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能的发动机形式,是内燃机的一种。常用作飞机与大型的船舶或车辆的发动机。
工作原理:涡轮发动机由风扇、低压压气机(髙涵比涡扇特有)、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统组成。其中高压压气机、燃烧室和高压涡轮三部分统称为核心机,由核心机排出的燃气中的可用能量,一部分传给低压涡轮用以驱动风扇,余下的部分在喷管中用于加速排出的燃气。风扇转子实际上是 1级或几级叶片较长的压气机,空气流过风扇后,分成两路:一路是内涵气流,空气继续经压气机压缩,在燃烧室和燃油混合燃烧,燃气经涡轮和喷管膨胀,燃气以高速从尾喷口排出,产生推力,流经路程为经低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮,燃气从喷管排出;另一路是外涵气流,风扇后空气经外涵道直接排入大气或同内涵燃气一起在喷管排出。涡轮风扇发动机组合了涡轮喷气和涡轮螺桨发动机的优点。涡扇发动机转换大部分的燃气能量成驱动风扇和压气机的扭矩,其余的转换成推力。涡扇发动机的总推力是核心发动机和风扇产生的推力之和。

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航空发动机涡轮盘的工作原理是什么?

1、从燃烧室流出的高温高压燃气,流过同压气机装在同一条轴上的涡轮。燃气的部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,带动压气机旋转,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。

2、经过燃烧后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀比远小于压气机中的压缩比,涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多,发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。

3、航空发动机,是一种高度复杂和精密的热力机械,为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏,被誉为"工业之花",它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,是一个 科技、工业和国防实力的重要体现。

4、涡轮盘是现代飞机发动机的核心部件,它在发动机燃烧室内受到高温燃气的推动,将燃气的热能转化为机械能,驱动发动机的运转。涡轮盘的加工条件极为严苛,必须使用特殊的耐高温材料使用特殊工艺制造,其技术水平直接决定了发动机的技术水平。

5、俄罗斯制造AL-31F发动机采用的是直接热等静压法成形技术,美国的F404轻型发动机也使用这一技术。这一技术制造出来的涡轮盘的耐应力能力已经不是最先进水平,俄AL-31F发动机的涡轮前温度约为1392度,推力\重量比约为7.14。

6、美国普惠公司目前制造F119发动机采用了粉末热挤压+超塑性锻造成形工艺制造涡轮盘,涡轮前温度可达1700摄氏度,推力重量比接近10,在不使用加力燃烧室时推重比也可达7.95,超过AL-31F使用加力时的推重比。这也是F-22战斗机能够实现超音速巡航和超机动性的基础。

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