[构想]组合式涡轮螺桨喷气发动机结构
韩菱纱2009/07/28喷气推进 IP:广东
首先先要了解一下涡轮螺桨是什么:(百度百科)

一般来说,现代不加力涡轮风扇发动机的涵道比是有着不断加大的趋势的。因为对于涡轮风扇发动机来说,若飞行速度一定,要提高飞机的推进效率,也就是要降低排气速度和飞行速度的差值,需要加大涵道比;而同时随着发动机材料和结构工艺的提高,许用的涡轮前温度也不断提高,这也要求相应地增大涵道比。对于一架低速(500~600km/h)的飞机来说,在一定的涡轮前温度下,其适当的涵道比应为50以上,这显然是发动机的结构所无法承受的。
  为了提高效率,人们索性便抛去了风扇的外涵壳体,用螺旋桨代替了风扇,便形成了涡轮螺旋桨发动机,简称涡桨发动机。涡轮螺旋桨发动机由螺旋桨和燃气发生器组成,螺旋桨由涡轮带动。由于螺旋桨的直径较大,转速要远比涡轮低,只有大约1000转/分,为使涡轮和螺旋桨都工作在正常的范围内,需要在它们之间安装一个减速器,将涡轮转速降至十分之一左右后,才可驱动螺旋桨。这种减速器的负荷重,结构复杂,制造成本高,它的重量一般相当于压气机和涡轮的总重,作为发动机整体的一个部件,减速器在设计、制造和试验中占有相当重要的地位。
  涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨后的空气流就相当于涡轮风扇发动机的外涵道,由于螺旋桨的直径比发动机大很多,气流量也远大于内涵道,因此这种发动机实际上相当于一台超大涵道比的涡轮风扇发动机。
  尽管工作原理近似,但涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机在产生动力方面却有着很大的不同,涡轮螺旋桨发动机的主要功率输出方式为螺旋桨的轴功率,而尾喷管喷出的燃气推力极小,只占总推力的5%左右,为了驱动大功率的螺旋桨,涡轮级数也比涡轮风扇发动机要多,一般为2~6级。

普通涡轮螺桨发动机结构
a28d62d9b02529fa39012fed.jpg

组合式涡轮螺桨喷气发动机:
现在的民航客机主要采用高涵道比涡轮风扇发动机,这种发动机比涡轮喷气发动机要省油,但是,根据实际情况民航客机的飞行速度为600km/h~950km/h之间。曾经乘坐的一个航班从始发站到经停站广播报告平均速度为650km/h,而从经停站到终点站平均速度为920km/h,对于这种情况,如果使用安装涡轮风扇发动机的客机,在前半段的飞行中由于涵道比不够会比较耗油,而使用安装涡轮螺桨发动机的客机,后半段的飞行将由于螺旋桨效率问题变得十分吃力。(最快的涡轮螺桨飞机为Tu-95,最高航速925km/h)

对于这种情况,可以使用组合式涡轮螺桨喷气发动机,这种发动机介于涡轮螺桨和涡轮风展发动机之间,组合式涡轮螺桨发动机比普通涡轮螺桨发动机增加风扇和带离合功能的螺旋桨减速器:
1.jpg
如图,当民航客机在前半段的飞行过程中(时速650公里),减速器闭合,发动机的主要功率输出在两副对转式螺旋桨上,由于此时的涵道比很大(约50),达到适合此速度飞行的涵道比值,便比较省油。

当民航客机在后半段的飞行过程中(时速920公里),减速器分开,发动机不对螺旋桨输出功率,转而以向后喷气为主要输出功率,同时螺旋桨顺桨,此时相当于一台涡轮风扇发动机,涵道比为内部辅助风扇叶片的涵道比,从而避免螺旋桨效率问题造成飞行困难。相对于直接使用涡轮螺桨或涡轮风扇发动机,组合式涡轮螺桨喷气发动机可以更为节省燃油。
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来自:航空航天 / 喷气推进
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~~空空如也
小俊
15年0个月前 IP:未同步
132640
650km/h会不会是因为逆风呢?风速对飞行速度影响挺大的,我坐过747,全程速度从850到1250都有。
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韩菱纱作者
15年0个月前 IP:未同步
132642
引用第1楼qwernet于2009-07-28 12:48发表的  :
650km/h会不会是因为逆风呢?风速对飞行速度影响挺大的,我坐过747,全程速度从850到1250都有。

不清楚,那个航班起飞的时候就说了平均速度650KM/h,大概飞行3小时

1250KM/h??747都超音速了。。。850~950范围内倒是正常
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小俊
15年0个月前 IP:未同步
132663
引用第2楼韩菱纱于2009-07-28 12:50发表的  :

不清楚,那个航班起飞的时候就说了平均速度650KM/h,大概飞行3小时

1250KM/h??747都超音速了。。。850~950范围内倒是正常


空速没有超音速。因为当时正在西风带上从西往东飞行,而西风带上的风速一般可达到200-300km/h。

我从香港飞三藩市,有11000多km,算上起飞降落也只要11小时,平均都超1000了。不过回来就惨了,逆风,要飞14小时。速度是实时显示在飞行播放系统的某个频道上的。
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韩菱纱作者
15年0个月前 IP:未同步
132666
引用第3楼qwernet于2009-07-28 13:10发表的  :


空速没有超音速。因为当时正在西风带上从西往东飞行,而西风带上的风速一般可达到200-300km/h。

我从香港飞三藩市,有11000多km,算上起飞降落也只要11小时,平均都超1000了。不过回来就惨了,逆风,要飞14小时。速度是实时显示在飞行播放系统的某个频道上的。

你的速度能实时显示真不错,我坐A320那个屏幕只播无聊的电影。屏幕上的速度是空速还是相对地速?
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小俊
15年0个月前 IP:未同步
132675
引用第4楼韩菱纱于2009-07-28 13:14发表的  :

你的速度能实时显示真不错,我坐A320那个屏幕只播无聊的电影。屏幕上的速度是空速还是相对地速?


应该是地速吧。空速的话都超音速咯。还有高度、温度、飞行时间的显示。
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韩菱纱作者
15年0个月前 IP:未同步
132677
引用第5楼qwernet于2009-07-28 13:33发表的  :


应该是地速吧。空速的话都超音速咯。还有高度、温度、飞行时间的显示。

话说你是怎么切换频道的。。A320只能看那个无聊的电影

另外打住先,要不Y楼了
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小俊
15年0个月前 IP:未同步
132694
以前是在座位上有按钮可以换频道的,一共50多个,不过实际能看的只有20多个。每个频道播不同节目,循环播。飞行数据显示在最后一个频道上。

不过去年坐的时候先进了,搞得像个MP4播放器,一堆电影随便选。
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小俊
15年0个月前 IP:未同步
132695
以前是在座位上有按钮可以换频道的,一共50多个,不过实际能看的只有20多个。每个频道播不同节目,循环播。飞行数据显示在最后一个频道上。

不过去年坐的时候先进了,搞得像个MP4播放器,一堆电影随便选。
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west_0830
15年0个月前 IP:未同步
132718
从图的结构上看相当于一个抽风机抽着高温的气体....这个好像有点问题哦因为冷的空气首先是进入后加热这就已经生成了很大压力了了在以抽进去做为动力.这怎么行.要么就是从一个口吸入空气叶片要在燃烧室的前面.这样吸入的空气就涨了并喷出才行吧..我就先叫他抽风机吧.这为种抽风机密封性能不行.压力一大就漏了..那么就多几层叶片吧..这样好些....
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韩菱纱作者
15年0个月前 IP:未同步
132723
引用第9楼west_0830于2009-07-28 14:14发表的  :
从图的结构上看相当于一个抽风机抽着高温的气体....这个好像有点问题哦因为冷的空气首先是进入后加热这就已经生成了很大压力了了在以抽进去做为动力.这怎么行.要么就是从一个口吸入空气叶片要在燃烧室的前面.这样吸入的空气就涨了并喷出才行吧..我就先叫他抽风机吧.这为种抽风机密封性能不行.压力一大就漏了..那么就多几层叶片吧..这样好些....

不太明白。。。这个装置的前面部分“辅助风扇”相当于涡轮风扇发动机的风扇,改动只是后面加了几级自由涡轮连接对转式螺旋桨,在速度超过700Km/h时切断供给螺旋桨的轴功率,成为涡轮风扇发动机
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west_0830
15年0个月前 IP:未同步
132739
那后面那个我觉的没什么用.还不如前面这加大压力
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韩菱纱作者
15年0个月前 IP:未同步
132776
引用第11楼west_0830于2009-07-28 15:00发表的  :
那后面那个我觉的没什么用.还不如前面这加大压力

你是说辅助风扇部件??涡轮是不能省的
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