燃气涡轮发动机涡桨精.ppt

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1、燃气涡轮发动机涡桨1 1第1页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机Q 工作原理和结构特点工作原理和结构特点n n当从涡喷发动机基本部分（常称为燃气发生器）当从涡喷发动机基本部分（常称为燃气发生器）的排气用于旋转附加的涡轮通过减速器驱动螺的排气用于旋转附加的涡轮通过减速器驱动螺旋桨，这就是旋桨，这就是涡桨发动机涡桨发动机 n n直接传动直接传动涡轮螺桨发动机：涡轮螺桨发动机：附加功率直接从压附加功率直接从压气机传动轴驱动螺旋桨减速器产生。气机传动轴驱动螺旋桨减速器产生。n n自由涡轮自由涡轮带动：带动：在现代涡轮螺桨发动机中更多在现代涡轮螺桨发动机中更多的有自由涡轮，它独立于驱动压气机的涡轮，的

2、有自由涡轮，它独立于驱动压气机的涡轮，在发动机排气流中自由转动。自由涡轮轴通过在发动机排气流中自由转动。自由涡轮轴通过减速器驱动螺旋桨。减速器驱动螺旋桨。2 2第2页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机Q涡轮螺桨发动机其涡轮既带动压气机也带涡轮螺桨发动机其涡轮既带动压气机也带动螺旋桨。动螺旋桨。n n约约2/3的涡轮功率用来转动压气机，其余的的涡轮功率用来转动压气机，其余的1/3用来转动螺旋桨和传动附件。用来转动螺旋桨和传动附件。n n涡桨发动机的拉力绝大部分由螺旋桨产生，而涡桨发动机的拉力绝大部分由螺旋桨产生，而只有只有1015%由喷气产生。由喷气产生。n n为了降低燃油消耗率常采用为了降低

3、燃油消耗率常采用增压比较高增压比较高的压气的压气机。机。3 3第3页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机第4页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机n n目前使用的涡桨发动机有目前使用的涡桨发动机有三种形式三种形式：单轴单轴单轴单轴压气机和螺旋桨用一个轴带动；压气机和螺旋桨用一个轴带动；压气机和螺旋桨用一个轴带动；压气机和螺旋桨用一个轴带动；双轴双轴双轴双轴一个涡轮轴带动部分级一个涡轮轴带动部分级一个涡轮轴带动部分级一个涡轮轴带动部分级(高压高压高压高压)压气机，第压气机，第压气机，第压气机，第二个涡轮轴带动其余级的二个涡轮轴带动其余级的二个涡轮轴带动其余级的二个涡轮轴带动其余级的(低压低压低压

4、低压)压气机和螺旋桨；压气机和螺旋桨；压气机和螺旋桨；压气机和螺旋桨；自由涡轮自由涡轮自由涡轮自由涡轮的的的的一个涡轮带动压气机，另一个涡轮一个涡轮带动压气机，另一个涡轮一个涡轮带动压气机，另一个涡轮一个涡轮带动压气机，另一个涡轮通过减速器带动螺旋桨。采用两个单独的涡轮会使通过减速器带动螺旋桨。采用两个单独的涡轮会使通过减速器带动螺旋桨。采用两个单独的涡轮会使通过减速器带动螺旋桨。采用两个单独的涡轮会使发动机构造复杂，但可分别调整压气机和螺旋桨的发动机构造复杂，但可分别调整压气机和螺旋桨的发动机构造复杂，但可分别调整压气机和螺旋桨的发动机构造复杂，但可分别调整压气机和螺旋桨的转速。转速。转速。

5、转速。5 5第5页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机n n目前使用的涡桨发动机有目前使用的涡桨发动机有三个杆三个杆：很多涡桨发动机是自由涡轮式。很多涡桨发动机是自由涡轮式。很多涡桨发动机是自由涡轮式。很多涡桨发动机是自由涡轮式。在这一类发动机，基本发动机主要地作为燃气发生在这一类发动机，基本发动机主要地作为燃气发生在这一类发动机，基本发动机主要地作为燃气发生在这一类发动机，基本发动机主要地作为燃气发生器起作用，完成驱动在发动机排气流中自由旋转的器起作用，完成驱动在发动机排气流中自由旋转的器起作用，完成驱动在发动机排气流中自由旋转的器起作用，完成驱动在发动机排气流中自由旋转的涡轮。涡轮。涡轮。

6、涡轮。自由涡轮通过减速器转动螺旋桨。自由涡轮通过减速器转动螺旋桨。自由涡轮通过减速器转动螺旋桨。自由涡轮通过减速器转动螺旋桨。PT6PT6是由是由是由是由功率控制杆功率控制杆功率控制杆功率控制杆和和和和螺旋桨控制杆螺旋桨控制杆螺旋桨控制杆螺旋桨控制杆分别操纵的发分别操纵的发分别操纵的发分别操纵的发动机和螺旋桨控制系统控制的。动机和螺旋桨控制系统控制的。动机和螺旋桨控制系统控制的。动机和螺旋桨控制系统控制的。第第第第3 3个杆，称为个杆，称为个杆，称为个杆，称为启动控制杆启动控制杆启动控制杆启动控制杆用于在慢车选择高低转速用于在慢车选择高低转速用于在慢车选择高低转速用于在慢车选择高低转速范围和切

7、断燃油供给使发动机停车。范围和切断燃油供给使发动机停车。范围和切断燃油供给使发动机停车。范围和切断燃油供给使发动机停车。6 6第6页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机n n自由涡轮涡桨发动机的另一种结构形式是空气和燃气流动方向从后向前，这样的结构自由涡轮涡桨发动机的另一种结构形式是空气和燃气流动方向从后向前，这样的结构自由涡轮涡桨发动机的另一种结构形式是空气和燃气流动方向从后向前，这样的结构自由涡轮涡桨发动机的另一种结构形式是空气和燃气流动方向从后向前，这样的结构提供给设计大的灵活性。提供给设计大的灵活性。提供给设计大的灵活性。提供给设计大的灵活性。发动机有两个独立对转的涡轮。一个涡轮驱动压

8、气机，发动机有两个独立对转的涡轮。一个涡轮驱动压气机，发动机有两个独立对转的涡轮。一个涡轮驱动压气机，发动机有两个独立对转的涡轮。一个涡轮驱动压气机，另一个通过减速器驱动螺旋桨。基本发动机的压气机包括另一个通过减速器驱动螺旋桨。基本发动机的压气机包括另一个通过减速器驱动螺旋桨。基本发动机的压气机包括另一个通过减速器驱动螺旋桨。基本发动机的压气机包括3 3级轴流式压气机同级轴流式压气机同级轴流式压气机同级轴流式压气机同1 1级离心式压气机，安装在同一个轴上。级离心式压气机，安装在同一个轴上。级离心式压气机，安装在同一个轴上。级离心式压气机，安装在同一个轴上。第7页，本讲稿共14页PT6A 涡桨发

9、动机优缺点涡桨发动机优缺点Q优点:采用回流式燃烧室,缩短发动机长度.Q缺点:对涡轮导向器和叶片孔探不方便.8 8第8页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机n n涡桨发动机的涡桨发动机的涡桨发动机的涡桨发动机的优点优点优点优点：涡轮螺桨发动机组合了涡轮喷气发动机的优点同螺旋桨的推进效涡轮螺桨发动机组合了涡轮喷气发动机的优点同螺旋桨的推进效涡轮螺桨发动机组合了涡轮喷气发动机的优点同螺旋桨的推进效涡轮螺桨发动机组合了涡轮喷气发动机的优点同螺旋桨的推进效率。率。率。率。涡轮喷气发动机通过迅速加速相对小的空气质量产生它的推力，涡轮喷气发动机通过迅速加速相对小的空气质量产生它的推力，涡轮喷气发动机通过迅速

10、加速相对小的空气质量产生它的推力，涡轮喷气发动机通过迅速加速相对小的空气质量产生它的推力，涡轮螺桨对相对大的空气质量施加较少的加速产生拉力。涡轮螺桨对相对大的空气质量施加较少的加速产生拉力。涡轮螺桨对相对大的空气质量施加较少的加速产生拉力。涡轮螺桨对相对大的空气质量施加较少的加速产生拉力。n n涡桨发动机的工作涡桨发动机的工作涡桨发动机的工作涡桨发动机的工作特点特点特点特点：涡桨发动机的涡轮设计成从膨胀的燃气中吸收大量的能量不仅提供满足涡桨发动机的涡轮设计成从膨胀的燃气中吸收大量的能量不仅提供满足涡桨发动机的涡轮设计成从膨胀的燃气中吸收大量的能量不仅提供满足涡桨发动机的涡轮设计成从膨胀的燃气中

11、吸收大量的能量不仅提供满足压气机和其他附件需要的功率，而且输出最大可能的扭矩到螺旋桨轴。压气机和其他附件需要的功率，而且输出最大可能的扭矩到螺旋桨轴。压气机和其他附件需要的功率，而且输出最大可能的扭矩到螺旋桨轴。压气机和其他附件需要的功率，而且输出最大可能的扭矩到螺旋桨轴。推进是由在前面的螺旋桨和在后面的喷管组合作用产生的。推进是由在前面的螺旋桨和在后面的喷管组合作用产生的。推进是由在前面的螺旋桨和在后面的喷管组合作用产生的。推进是由在前面的螺旋桨和在后面的喷管组合作用产生的。9 9第9页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机Q 当量轴功率当量轴功率当量轴功率当量轴功率n n螺旋桨的功率称为轴功

12、率与喷气推力产生的推进功率折合为由螺旋桨产生的螺旋桨的功率称为轴功率与喷气推力产生的推进功率折合为由螺旋桨产生的螺旋桨的功率称为轴功率与喷气推力产生的推进功率折合为由螺旋桨产生的螺旋桨的功率称为轴功率与喷气推力产生的推进功率折合为由螺旋桨产生的功率之和。功率之和。功率之和。功率之和。n n涡桨发动机在台架上涡桨发动机在台架上涡桨发动机在台架上涡桨发动机在台架上(V V)工作时工作时工作时工作时,由于螺旋桨的效率由于螺旋桨的效率由于螺旋桨的效率由于螺旋桨的效率0,0,0,0,当量功率采用下述经当量功率采用下述经当量功率采用下述经当量功率采用下述经验公式进行计算验公式进行计算验公式进行计算验公式进

13、行计算n n式中的式中的式中的式中的 (KW)(KW)(KW)(KW)和和和和 (KN)(KN)(KN)(KN)是在是在是在是在V V V V0 0 0 0时测得的螺旋桨轴功率和反作用推力。时测得的螺旋桨轴功率和反作用推力。时测得的螺旋桨轴功率和反作用推力。时测得的螺旋桨轴功率和反作用推力。QQ当量燃油消耗率当量燃油消耗率当量燃油消耗率当量燃油消耗率n n产生单位当量功率一个小时所消耗的燃油质量称为当量燃油消耗率。产生单位当量功率一个小时所消耗的燃油质量称为当量燃油消耗率。产生单位当量功率一个小时所消耗的燃油质量称为当量燃油消耗率。产生单位当量功率一个小时所消耗的燃油质量称为当量燃油消耗率。Q

14、Q轴功率轴功率轴功率轴功率:n n供给螺旋桨的功率。供给螺旋桨的功率。供给螺旋桨的功率。供给螺旋桨的功率。1010第10页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机Q 涡桨发动机工作特性涡桨发动机工作特性第11页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机Q 涡桨发动机控制涡桨发动机控制n n燃油控制：燃油控制：涡桨或涡轴发动机的涡桨或涡轴发动机的涡桨或涡轴发动机的涡桨或涡轴发动机的燃油控制器燃油控制器燃油控制器燃油控制器接受驾驶员的功率接受驾驶员的功率接受驾驶员的功率接受驾驶员的功率要求信号，控制器考虑一些变量和调节燃油流量提要求信号，控制器考虑一些变量和调节燃油流量提要求信号，控制器考虑一些变量和调节燃

15、油流量提要求信号，控制器考虑一些变量和调节燃油流量提供要求的功率而且供要求的功率而且供要求的功率而且供要求的功率而且不超出发动机转速不超出发动机转速不超出发动机转速不超出发动机转速和和和和涡轮进口温涡轮进口温涡轮进口温涡轮进口温度限制。度限制。度限制。度限制。涡桨或涡轴发动机的控制系统还有附加的任务，它涡桨或涡轴发动机的控制系统还有附加的任务，它涡桨或涡轴发动机的控制系统还有附加的任务，它涡桨或涡轴发动机的控制系统还有附加的任务，它必需控制必需控制必需控制必需控制螺旋桨的转速螺旋桨的转速螺旋桨的转速螺旋桨的转速或或或或自由涡轮的转速自由涡轮的转速自由涡轮的转速自由涡轮的转速，它也控，它也控，它

16、也控，它也控制制制制螺旋桨的桨叶角。螺旋桨的桨叶角。螺旋桨的桨叶角。螺旋桨的桨叶角。1212第12页，本讲稿共14页涡桨发动机涡桨发动机n n涡桨发动机的螺旋桨多是涡桨发动机的螺旋桨多是恒速螺旋桨恒速螺旋桨。保持螺旋桨恒速是由保持螺旋桨恒速是由保持螺旋桨恒速是由保持螺旋桨恒速是由螺旋桨调速器螺旋桨调速器螺旋桨调速器螺旋桨调速器实现的，它感受实现的，它感受实现的，它感受实现的，它感受螺旋桨或自由涡轮转速，通过改变螺旋桨的桨叶角，螺旋桨或自由涡轮转速，通过改变螺旋桨的桨叶角，螺旋桨或自由涡轮转速，通过改变螺旋桨的桨叶角，螺旋桨或自由涡轮转速，通过改变螺旋桨的桨叶角，即变大距，变小距，改变负荷保持螺旋桨恒速。即变大距，变小距，改变负荷保持螺旋桨恒速。即变大距，变小距，改变负荷保持螺旋桨恒速。即变大距，变小距，改变负荷保持螺旋桨恒速。涡桨发动机燃油控制器中有涡桨发动机燃油控制器中有涡桨发动机燃油控制器中有涡桨发动机燃油控制器中有最大转速限制器最大转速限制器最大转速限制器最大转速限制器，排气排气排气排气温度限制器温度限制器温度限制器温度限制器以及以及以及以及扭矩限制器扭矩限制器扭矩限制器扭矩限制器.1313第13页，本讲稿共14页第第19章章 涡桨发动机涡桨发动机 ENDEND1414第14页，本讲稿共14页