经常坐飞机,你真的了解过涡扇发动机吗?

经常坐飞机的人肯定知道,飞机翅膀底下的两个大圆桶,就是飞机的发动机,多数人能看到的就是一圈叶片。那么实际上它内部到底是什么样结构呢?跟小编一起来了解一下吧~

经常坐飞机,你真的了解过涡扇发动机吗?

民航发动机


涡扇发动机:

涡扇发动机是涡轮风扇发动机的简称,涡扇发动机是来源于涡喷发动机的。涡扇发动机和涡喷发动机都是燃气涡轮发动机,涡扇发动机和涡喷发动机的主要区别在于涡扇发动机的前面有一个大风扇,我们称为外涵道。如果我们把涡扇发动机的大风扇也就是外涵道去掉,那么它内部的核心机就相当一个涡喷发动机。所以说,没有涡喷发动机就没有涡扇发动机。

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涡扇发动机和涡喷发动机

涡扇发动机的工作原理:

外涵道中,风扇直接压缩空气,产生大部分推力;

内涵道中,空气从进气道被吸入压气机中被压缩成高压气体(30-50个大气压),进入燃烧室后与燃油混合后燃烧产生高温高压燃气。燃气在向后膨胀时驱动涡轮旋转,涡轮通过轴连接至压气机带动压气机转动,从而不断吸入空气并进行压缩。通过涡轮后,高温燃气在尾喷管内继续增速降压,从而高速喷出,产生推力。

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涡扇发动机工作示意图

世界上第一台涡轮风扇发动机

世界上第一次使用涡扇发动机作为飞机动力是在20世纪50年代末,世界上第一台运转的涡轮风扇发动机是德国戴姆勒-奔驰研制的DB670,达到840千克。第一台量产的涡扇发动机是罗罗公司于1959年定型的康维发动机,推力为5730kg,用于VC-10、DC-8和波音707客机。在网上找了很久,没有找到照片,确实有点遗憾。

涡扇发动机的分类

按照不同的分类标准,涡扇发动机可以分以下几类:

  1. 按照使用用途,可以分为民用涡扇发动机和军用涡扇发动机;
  2. 按照涵道比的大小,可以分为大涵道比发动机,中涵道比涡扇发动机和小涵道比涡扇发动机;
  3. 按照转子的数目可以分为双转子涡扇发动机和三转子涡扇发动机。

涡扇发动机结构介绍

这里以民用大涵道比涡扇发动机cfm56作为例子对涡扇发动机做一个详细的讲解,特别是关于它的结构,以及一些主要的参数定义。

1.推力 :当发动机排气速度大于进气速度时,说明发动机给于气体在加速度方向(反飞行方向)一个作用力,此时气体会给发动机一个相反方向(飞行方向)的作用力,该力的大小称为推力。单位daN,表示1Kg力,1daN≈10N。

2.推重比:发动机的推力与发动机重量的比值。一般只是针对军用发动机而言,因为军机强调机动性,大的推重比有利于做出更多的机动动作。民用发动机一般不说推重比。

3.耗油率:产生1daN推力每小时所消耗的燃油量,单位Kg/(daN.h)。

4.增压比:压气机出口总压与进口总压比值,无量纲单位。先进的军用发动机增压比可达30。民用涡扇发动机增压比更高50左右。

5.涡轮前燃气温度:涡轮进口前的燃气总温。单位K。美国F119发动机达到2000K。比钢熔点高。

6.空中停车率:发动机平均工作1000和內出现空中停车的次数,单位次/1000飞行小时(EFH)。

7.涵道比:涡扇发动机外涵道和内涵道空气质量流量比值,无量纲。

涵道比<1,小涵道比,主要用于军用发动机。

1

涵道比>4,大涵道比,主要用于民航客机。

经常坐飞机,你真的了解过涡扇发动机吗?

对于涡扇发动机的结构介绍,因为曾经做过相关的PPT,所以直接把PPT转化成图片,相信认真看过的人,会对涡扇发动机结构有所了解的。

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