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燃气涡轮发动机 第8章 涡轮喷气发动机 8.1 稳态下的共同工作 稳态 动机在某一转速下连续工作的状态, 或者说是发动机转速不随时间而变化的工作状态。 过渡态 发动机从某一转速变到另一转速下工作状态的总和。 过渡态分为加速过程和减速过程。 8.1 稳态下的共同工作 稳态下的共同工作条件 转速一致： 流量连续： 压力平衡： 功率平衡： 8.1 稳态下的共同工作 如何保证稳态下的共同工作 要保证发动机在稳态下工作, 必需随着外界条件和发动机部件面积的变化, 调节供油量来控制涡轮前燃气总温, 使涡轮功率等于压气机功率。 例如, 飞行高度升高时, 由于大气密度减小, 进入发动机的空气流量减小, 压气机功率和涡轮功率都随之减小, 这时若供油量保持不变, 则由于空气流量的减小, 还要引起涡轮前燃气总温的升高, 使涡轮功增大, 涡轮功率就会比压气机功率减少的少一些, 因此涡轮功率大于压气机功率, 发动机转速就会增大, 为了保持发动机转速不变, 随着飞行高度的升高, 应该适当地减小供油量来控制涡轮前燃气总温, 使涡轮功率等于压气机功率。 8.1 稳态下的共同工作 稳态下涡轮前温度随转速的变化规律 中转速时, 涡轮前燃气总温较低, 在低转速和高转速时, 涡轮前燃 气总温较高。 低转速时，随着转速的增加，涡 轮前燃气总温下降； 高转速时，随着转速的增加，涡 轮前燃气总温上升。 压气机出口总温随转速的变化规律 随着转速的增加，压气机出口 总温上升。 随转速的变化规律 低转速时，随着转速的增加， 下降； 高转速时，随着转速的增加， 上升。 8.2 过渡态下的共同工作 稳态下供油量随转速的变化规律。 在低转速范围内: 随着增大,缓慢的上升; 在高转速范围内: 随着转速的增大, 很快的上升。 8.2 过渡态下的共同工作 加速过程 发动机由慢车转速上升到最大转速所需的时间叫加速性。 发动机加速的必要条件是要有剩余功率。 8.2 过渡态下的共同工作 最佳加速过程 加速限制： 工作裕度的限制-喘振； 涡轮强度条件的限制-转速和温度； 燃烧室稳定工作要求的限制熄火； 最佳加速供油量： 为了使加速时转速能尽快地增大, 每一个转速有一个最大的供油量, 这个供油量是根据上述的几个限制确定的, 通常称为最佳加速供油量, 最佳加速供油线： 把各个转速正常加速所允许最大供油量的数值标在坐标图上, 并且连成曲线, 就的到最佳加速供油线, 发动机按照最佳加速供油线进行加速, 则在加速过程中, 剩余功率为在正常工作条件下所能得到的最大值, 所以, 转速增加得最快, 加速时间最短, 发动机的加速性最好。 8.2 过渡态下的共同工作 最佳加速供油线： 8.2 过渡态下的共同工作 大气状态和飞行状态对加速过程的影响 发动机的加速性冬天优于夏天， 平原地区优于高原地区， 高速飞行时优于低速飞行时。 减速过程 减速过程受到燃烧室贫油熄火的限制。 8.3 单轴涡喷发动机的特性 发动机的常用工作状态 起飞工作状态：在起飞时批准使用的最大推力, 通常发动机的转速最大，涡轮前燃气总温最高大, 即这时;;;因此, 发动机的动力负荷和热负荷都接近其极限允许值,发动机在此状态下连续的工作时间受到严格限制,一般在 5－10分钟。而且仅用于起飞。 最大连续工作状态：发动机连续工作时批准使用的最大推力, 为了延长发动机的使用寿命,此工作状态仅在确保飞行安全时, 由机长决定使用。例如单发或应急爬高时使用。 最大巡航工作状态： 巡航时批准使用的最大推力, 巡航时, 根据飞行计划调定发动机推力保持所需的飞行速度。 慢车工作状态： 这是发动机能够保持稳定工作的最