发动机原理(第3章第3节双轴).ppt

第三节 双轴涡喷发动机 转速降低或飞行Ma数增加T1*增加，引起发动机工作点沿工作线左下移动, 喘振裕度减小。 特别是高设计增压比(大于12)， 稍偏离设计状态时稳定工作裕度过小。 将高设计增压比的压气机分成两个或三个， 分别由各自的涡轮带动，构成双转子或三转子发动机 。 目的— 防喘 一、工作特点（防喘机理） 1. 压气机工作特点 例如: 当物理转速不变, 进气总温增加时 前面级:V1a ?， +i， ?wu ? 后面级:V1a ?， -i， ?wu ? 前“重”后“轻” 高、低压压气机功的比值WkL/WkH变大 物理转速下降同样有这种现象 2. 涡轮工作特点 当尾喷管临界时: 涡轮膨胀比不变, 高、低压涡轮功比值 WTL/WTH不变 当尾喷管亚临界时： 低压涡轮膨胀比减小 高、低压涡轮功比值WTL/WTH变小 3. 防喘机理 当相似转速下降时： 压气机 Wk L/Wk H 变大 涡轮 WTL/WTH 不变 尾喷管临界 WTL/WTH 变小 尾喷管亚临界 必然导致各转子的转速发生变化： 低压转速减小, 切线速度减小, 攻角由正? 0 高压转速增加, 切线速度增加, 攻角由负? 0 转差率= n H / n L，该值越大，喘振裕度越大 当相似转速下降时,引起高、低压压气机与高、低压涡轮之间的功率不相平衡，自动调整各自的转速，使气动三角形近似保持与设计状态相似，消除了叶背的分离，因此防止喘振发生。 二、双轴涡喷发动机的共同工作 共同工作条件 流量连续 功率平衡 转速相等 压力平衡 共同工作方程 共同工作线 三、双轴涡喷发动机调节规律及特性 尾喷管几何面积不可调 可能的调节规律： 保持低压转子转速不变 保持高压转子转速不变 保持涡轮前总温不变 速度特性 当T1*上升时：低压转子加“重”，低压转速有下降的趋势；高压转子变“轻”，高压转速有上升的趋势。 当采用低压转子转速保持不变的调节规律时： 为保持低压转子转速不变，调节器主动加油，提高T3*，增加涡轮功，结果使本来就有上升趋势的高压转子转速上升更多。 当采用高压转子转速保持不变的调节规律时： 为保持高压转子转速不变，调节器主动减油，降低T3*，减少涡轮功，结果使本来就有下降趋势的低压转子转速下降更多。 当采用涡轮前温度保持不变的调节规律时： 涡轮功基本保持不变，低压转子转速下降，高压转子转速上升。 高度特性 转速特性 * * 扭速 前面级 V1a ? +i ?wu? +i 扭速 后面级 V1a ? -i ?wu ? -i 低压压气机 高压压气机