❶ 航空涡扇发动机的压气机叶片为什么要分很多级
涡扇发动机的压气机叶片每一级所在的位置,工作时压强是不一样的,为了达到发动机所需要的工作压力,必须多级加压,逐渐增强。
涡扇发动机全称为涡轮风扇发动机是飞机发动机的一种,由涡轮喷气发动机发展而成。 与涡轮喷气比较,主要特点是首级压缩机的面积大很多,同时被用作为空气螺旋桨(扇),将部分吸入的空气通过喷射引擎的外围向後推。发动机核心部分空气经过的部分称为内涵道,仅有风扇空气经过的核心机外侧部分称为外涵道。涡扇引擎最适合飞行速度400至1,000公里时使用,因此现在多数的飞机引擎都采用涡扇作为动力来源。
工作原理
涡轮风扇发动机由风扇、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。这种有内外二个涵道的涡轮风扇发动机又称为内外涵发动机。也就是说,涡扇发动机可以是分开排气的或混合排气的,可以是短外涵的或长外涵(全涵道)的。 风扇可作为低压压气机的第1级由低压涡轮驱动,也可以由单独的涡轮驱动。 涡扇发动机的推力由两部分组成:内涵产生的推力和外涵产生的推力。对于高涵道比涡扇发动机,风扇产生的推力占78%以上。流经外涵和内涵的空气流量之比称为涵道比或流量比。涵道比对涡轮风扇发动机性能影响较大,涵道比大,耗油率低,但发动机的迎风面积大;涵道比较小时,迎风面积小,但耗油率大。内外涵两股气流分开排入大气的称为分排式涡轮风扇发动机。内外涵两股气流在内涵涡轮后的混合器中相互渗混后通过同一喷管排入大气的,称为混排式涡轮风扇发动机。涡轮风扇发动机也可安装加力燃烧室,成为加力涡轮风扇发动机。在分排式涡轮风扇发动机上的加力燃烧室可以分别安装在内涵涡轮后或外涵通道内,在混排式涡轮风扇发动机上则可装在混合器后面。
❷ 飞机发动机的压气机为什么要分好多级,它的每一级叶片角度是怎样工作原理
压气机里的气压随轴向一路升高,同等的空气流量下,需要的流通面积就小,因此压气机版越往后面几级轮毂半权径越大,也就是装在外面的高压压气机叶片越短小,
涡轮叶片与之相反,是靠燃烧室内的高压燃气做工,在涡轮处逐级膨胀,越往后压力越小,叶片就越大,直到喷出尾喷管~
❸ 飞机发动机叶片是怎么做出来的
飞机发动机叶片是以单晶铸造做出来的。
飞机发动机叶片制造工艺与材料专业有关,可以看一看《材料工程》这本书,单晶铸造属于功能材料里的高温合金工艺里的一类,查阅高温合金制备相关书籍可以找到单晶铸造的知识。
耐高温和高度的抗变形性,基本上都是采用单晶叶片。即每个叶片都是单独的一块儿金属晶体,所以在受热时导热快,不容易因局部受热致温差造成变形。
飞机发动机叶片俗称涡扇,英文Turbofan,是指有管道的高速风扇,由燃气涡轮驱动。和所有燃气涡轮机一样,动力都是来自由空气压气机压缩,再与油料一起燃烧后的高能气体,用涡轮把高温高压的气体中部份的动能化为机械能,再用这机械能驱动前端的压气机继续吸入空气,燃气涡轮机的操作过程基本就是这样循环着。同时涡轮也驱动着高速风扇带来更多的推动力。
现代涡扇,通常风扇都在发动机的最前端。民航机或任何亚音速的飞机通常只有一级风扇。风扇后接着是低压气机,然后是高压气机。无论是高压还是低压,压气机的级数因个别设计而异。低压从小型涡轮的一级到大型民航机的九级不等。高压从小型的一级离心式到大型的17级不等的轴向式。新式的涡扇多是三轴的,一轴从另一轴间穿过。由不同级的涡轮以不同的速度驱动。现代涡扇发动机的压比大的可达40以上(GE90系列,Trent 900,1000)。压比越大效率越高越省油。
❹ 飞机发动机叶片的作用
不同类型的发动机,叶片功能不同。发动机大概分活塞和喷气式。活塞比较早期,它内的叶片主要是用来产生力容,就是叶片高速旋转产生推力或者升力(直升机)。喷气式较新,它的叶片不产生推力,譬如涡轮风扇发动机,风扇(叶片)旋转时将空气吸入发动机涵道里,部分空气进入内涵道经过压气机进入燃烧室和燃气混合进行燃烧,另外大部分空气进入外涵道,然后高速喷出产生推力。
❺ 飞机机翼升力原理与航空发动机叶片工作原理相同吗
机翼的升力和发动机叶片的原理是一样的 但是所谓工作原理不太一回样 机翼是产生压力差 而叶答片产生压力差的同时更多的是考虑到将空气向后吹 你大概可以理解为飞机螺旋桨和电风扇叶片之间的区别 最后你问的是什么我没看懂!飞机的机翼升力提高和发动机叶片压缩力提高有什么必然联系吗
❻ 航空发动机风扇叶片载荷
航空发动机风扇叶片的型面是一个曲面,每个在径向和轴向上的每个截面内受力都是不一致容的,而一个叶片沿着轴向或者径向可以分为无数个截面。
再有,叶片的气动载荷和发动机的转速有很大关系,没有转速分析叶片受力是没有意义的
❼ 航空发动机涡轮叶片材料应主要考虑什么性能
高温合金主要牌号:
固溶强化型铁基合金:
GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140
时效硬化性铁基合金:
GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696
固溶强化型镍基合金:
GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600
时效硬化型镍基合金:
GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090
国外的高温合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列
成分和性能
镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因,一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ'[Ni3(Al,Ti)]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗yang化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗yang化和抗腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬和钒等;沉淀强化元素,如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素,如硼、锆、镁和稀土元素等。
❽ 航空发动机中的涡轮叶片有多重要
与材料专业有关,你可以看一看《材料工程》这本书,单晶铸造属于功能材料里回的高温合金工艺里的一类,答查阅高温合金制备相关书籍可以找到单晶铸造的知识 耐高温和高度的抗变形性,基本上都是采用单晶叶片。即每个叶片都是单独的一块儿金属晶体
❾ 喷气发动机中叶片成本所占的比例
首先,区别一下涡喷、涡扇和涡轴。涡扇只是比涡喷多了几级低压压气机,而涡轴的话专,是通过涡属轮轴将涡轮的功率输出到了旋翼上去。
而喷气发动机叶片,分压气机叶片和涡轮叶片。其中,压气机叶片并无过高要求。而前面已经分析过了,因此,三种发动机在这方面并无太多差别。
而涡轮叶片,的确,在高温高速旋转的工作环境下,很容易发生儒变和磨损。事实上,主要是磨损。因此,对涡轮叶片,需要能够抗高温,还能够耐磨损。解决高温问题,一方面要求材料自身能够抗高温,另一方面,必须采取主动降温的方式。单晶材料是一种发展方向吧。而工艺成本和材料成本应该是各占一半的权重。缺一不可的。