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「忧家娱乐」航空燃气涡轮发动机的涡喷、涡扇、涡桨、涡轴是如何区别的？( 三 )


燃烧室
燃烧室是发动机内燃油与空气混合、燃烧的地方 。 燃烧室一般由外壳、火焰筒组成 ， 气流进口处还设有燃油喷嘴 ， 起动时用的喷油点火器也装在这里 。 燃烧室的工作条件十分恶劣 ， 由于气体流速很高(一般流速为50一100m／s之间) ， 混合气燃烧如大风中点火 ， 因此保持燃烧稳定至关重要 。 为了保证稳定燃烧 ， 在燃烧室结构设计上采取气流分流和火焰稳定等措施 。
经过压气机压缩后的高压空气进入燃烧室 ， 被火焰筒分成内、外两股 ， 大部分空气在火焰筒外部 ， 沿外部通道向后流动 ， 起着散热、降温作用；小部分空气进入火焰筒内与燃油喷嘴喷出(或者甩油盘甩出)的燃油混合形成油气混合气 ， 经点火燃烧成为燃气 ， 向后膨胀加速 ， 然后与外部渗入火焰筒内的冷空气掺合 ， 燃气温度平均可达1500℃ ， 流速可达230m／s ， 高温、高速的燃气从燃烧室后部喷出冲击涡轮装置 。
工作时 ， 先靠起动点火器点燃火焰筒内的混合气 ， 正常工作时靠火焰筒内的燃气保持稳定燃烧 。 由于燃烧室的零件工作在高温、高压下 ， 工作中常出现翘曲、变形、裂纹、过热烧穿等故障 ， 为此燃烧室采用热强度高、热塑性好的耐高温合金 。
按照燃气在燃烧室的流动路线 ， 燃烧室可分为直流和回流式两种 。 直流燃烧室形状细且长 ， 燃气流动阻力小 ， 回流燃烧室燃气路线回转 ， 燃气流动阻力大 ， 但可使发动机结构紧凑 ， 缩短转于轴的长度 ， 使发动机获得较大的整体刚度 。 图2．2—34为国产祸轴8发动机的燃烧室 ， 是介于以上两者之间的一种折流燃烧室 ， 使燃气折流适应甩油盘甩出燃油的方向 ， 以提高燃油雾化质量及燃烧室工作效率 。
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涡轮
涡轮的作用是将高温、高压燃气热能转变为旋转运动的机械能 。 它是涡抽发动机的主要机件之一 ， 要求尺寸小、效率高 。 涡轮通常由静止的导向叶片和转动的工作叶轮组成 。 和压气机恰好相反 ， 祸轮的导向叶片在前 ， 工作叶片在后 。 从燃烧室来的燃气 ， 先经过导向叶片、由于叶片间收敛形通道的作用 ， 提高速度、降低压强 ， 燃气膨胀并以适当的角度冲击工作叶轮 ， 使叶轮高速旋转 。 现代涡轴发动机进入涡轮前的温度可高达1500℃ ， 涡轮转速超过50000r／min 。 由于涡轮工作时要承受巨大的离心力和热负荷 ， 所以涡轮一般选用耐高温的高强度合金钢 ， 此外 ， 还要为祸轮的散热和轴承的润滑进行周密设计 。
与一般涡轮喷气发动机不同 ， 直升机用涡轴发动机的涡轮既要带动压气机转动 ， 又要带动旋翼、尾桨工作 。 现在大多数涡轴发动机将涡轮分为彼此无机械连接的前、后两段 ， 见上图 。 前段带动压气机工作 ， 构成发动机的燃气发生器转子；后段作为动力轴 ， 即自由涡轮 ， 输出铀功率带动旋翼、尾桨等部件工作 。 前、后两段虽不发生机械连接关系 ， 却有着气体动力上的联系 ， 可以使得燃气发生器涡轮与自由涡轮在气体热能分配上随飞行条件改变作适当调整 ， 这样就能使涡轴发动机性能与直升机旋翼性能在较宽裕的范围内得到优化组 。
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涡轴8（WZ8）型涡轮轴式喷气发动机是在法国阿赫耶涡轴发动机的基础上 ， 由我国南方航空动力机械公司生产的军民两用的发动机 。 牌号为涡轴8 ， 主要用于直9系列直升机 。


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