涡扇发动机简介.pdfVIP

有关涡扇发动机的介绍 引子: 涡扇发动机是喷气发动机的一个分枝，从血原关系上来说涡扇发动 机应该算得上是涡喷发动的小弟弟。从结构上看，涡扇发动机只不过是 在涡喷发动机之前（之后）加装了风扇而 已。然而正是这区区的几页 风扇把涡喷发动机与涡扇发动机严格的区分开来。涡扇发动机这个“小 弟弟”仗着自已身上的几页风扇也青出与蓝。 现代的军用战斗机要求越来越高的机动性能，较高的推重比能赋予 战斗机很高的垂直机动能力和优异的水平加速性能。而且在战时，如果 本方机场遭到了对方破坏，战斗机还可以利用大推力来减少飞机的起飞 着陆距离。比如装备了 F-100-PW-100 的 F-15A 当已方机机的跑道遭到 部分破坏时，F-15 可以开全加力以不到 300 米的起飞滑跑距离起飞。 在降落时可以用 60 度的迎角作低速平飞，在不用减速伞和反推力的情 况下，只要 500 米的跑道就可以安全降落。 更高的推重比是每一个战斗机飞行员所梦寐以求的。但战斗机的推 重比在很大和度上是受发动机所限--如果飞机发动机的推重比小于 6 一 级的话，其飞机的空战推重比就很难达到 1，如果强行提高飞机的推重 比的话所设计的飞机将在航程、武器挂载、机体强度上付出相当大的代 价。比如前苏联设计的苏-11 战斗机使用了推重比为 4.085 的 АЛ-7Ф-1-100 涡喷发动机。为了使飞机的推重比达到 1，苏-11 的动力 装置重量占了飞机起飞重量的 26.1% 。相应的代价是飞机的作战半径只 有 300 公里左右。 而在民用客机、运输机和军用的轰炸机、运输机方面。随着新材料 的运用飞机的机身结构作的越来越大，起飞重量也就越来越大，对发动 机的推力要求也越来越高。在高函道比大推力的涡扇发动机出现之前， 人们只能采用让大型飞机挂更多的发动机的方法来解决发动机的推力 不足问题。比如 B-52G 轰炸机的翼下就挂了八台 J-57-P-43W 涡喷发动 机。该发动机的单台最大起飞推力仅为 6237 公斤（喷水）。如果 B-52 晚几年出生的话它完全可以不挂那么多的发动机。在现在如果不考虑动 力系统的可*性，像 B-52 之类的飞机只装一台发动机也未尝不可。 而涡扇发动机的诞生就是为了顺应人们对航空发动机越来越高的 推力要求而诞生的。因为提高喷气发动机的推力最简单的办法就是提高 发动机的空气流量。 一，历史 在五十年代未、六十年代初，作为航空动力的涡喷发动机以经相当 的成熟。当时的涡喷发动机的压气机总增压比以经可以达到 14 左右， 而涡轮前的最高温度也以经达到了 1000 度的水平。在这样的条件下， 涡喷发动机进行部分的能量输出以经有了可能。而当时对发动机的推力 要求又是那样的迫切，人们很自然的想到了通过给涡喷发动机加装风扇 以提高迎风面积增大空气流量进而提高发动机的推力。 当时人们通过计算发现，以当时的涡喷发动的技术水平，在涡喷发 动机加装了风扇变成了涡扇发动机之后，其技术性能将有很大的提高。 当涡扇发动机的风扇空飞流量与核心发动机的空气流量大至相当时（函 道比 1:1），发动机的地面起飞推力增大了面分之四十左右，而高空巡航 时的耗油量却下降了百分之十五，发动机的效率得到了极大的提高。 这样的一种有着涡喷发动机无法比及的优点的新型航空动力理所 当然的得到了西方各强国的极大重视。各国都投入了极大的人力、物力 和热情来研究试制涡扇发动机，在涡扇发动机最初研制的道路上英国人 走在了美国人之前。英国的罗尔斯·罗伊斯公司从一九四八年就开始就 投入了相当的精力来研制他们的“康维”涡扇发动机。在一九五三年的时 候“康维”进行了第一次的地面试车。又经过了六年的精雕细刻，一九五 九年九月“康维 MK-508”才最终定型。这个经过十一年孕妇的难产儿有 着当时涡喷发动机难以望其项背的综合性能。“康维”采用了双转子前风 扇的总体结构，函道比为 0.3 推重比为 3.83 地面台架最大推力为 7945 公斤，高空巡航推力为 2905 公斤，最大推力时的耗油量为 0.735 千克/ 小时/千克，压气机总增压比为 14，风扇总增压比为 1.90，而且英国人 还在“康维”上首次采用了气冷的涡轮叶片。当康维最终定型了之后，英 国人迫不及待的把他装在了VC-10 上！ 美国人在涡扇发动机的研发上比英国人慢了一拍，但是其技术起点 非常的高。美国人并没有走英国人从头研制的老路，美国的普·惠公