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1航空燃气涡轮发动机基本工作原理和设计点能

1.1航空燃气涡轮发动机的组成及工作过程

目前,在航空上应用的燃气涡轮发动机的主要类括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机等。

1.1.1涡轮喷气发动机

1)单轴和双轴涡轮喷气发动机

涡轮喷气发动机(以下简称涡喷发动机)气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管5个主要部件组成,图1-1和图1-2给出单轴涡喷和双轴涡喷的示意图,它们是早应用于飞机作为动力装置的燃气轮机。

涡喷发动机工作时,发动机吸入的空气首气道。它将引入的空气以适当的速度和均匀的流场送入压气机,压气机对气流增压,提高气体的压力,然后高压气入燃烧室与喷入的燃油混行燃烧,利用燃油燃烧时释放出的热量对气行加热,大幅度提高气流的温度;从燃烧室流出的高温高压气入涡轮,推动涡轮旋转产生率。涡轮与压气机之间有轴连接,涡轮发出率带动压气机。涡轮出口的气体仍具有较高的压力和温度,在尾喷管中继续膨胀加速,后在尾喷管出口以高速排出。发动机的排气速度V。大于飞行速度V。,说明发动机施加给气体以作用力使气体加速,按照牛顿第三定律,气体给发动机在飞行方向以反作用力,即推力。

2)复燃加力涡轮喷气发动机

如图1-3所示,复燃加力涡轮喷气发动机(简称加力涡喷发动机)的组成除气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管5个部件外,在涡轮和尾喷管之间增加1个燃烧室,称为加力燃烧室(亦称为复燃室)。位于压气机和涡轮之间的燃烧室称为主燃烧室。

复燃加力涡轮喷气发动机气道到涡轮4个部件的工作过程与前述涡喷发动机相同,自涡轮流出的高温气入加力燃烧室,与喷入的燃油混合再次点火燃烧,再次对气行加热,提高气流的温度而提高气流在尾喷管出口的排气速度,达到大幅度增加发动机推力的目的。

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