涡轮风扇发动机最核心的三大部件,就是燃烧室、高压涡轮以及高压压气机,他们组合在一起,为发动机提供推动力。
其中燃烧是最基础的动力来源,高压涡轮则是在燃烧室的推动力下,带动整个发动机运转的部件。
高压压气机的功效是最多的,它是在高压涡轮的带动下运转,给燃烧室提供高压空气来源,同时也要提供高压空气供飞机座舱增压、涡轮叶片等高温零部件冷却以及进气道防冰、除冰使用等等。
另外,高压压气机转子轴上,还要通过齿轮输出一定功率,以带动发动机的各种附件运转,比如滑油泵、燃油泵、起动机以及飞机上的发电机和液压泵等,等等。
高压压气机处在涡轮风扇发动机的中心位置,也同样是最核心的部件之一。
除了各种附带的功能以外,高压压气机最核心的技术,还是要看能提供的增压比和稳定性。
高压压气机需要提供高压空气,也就成为涡轮风扇发动机中,组不稳定的部件,其稳定性就决定了涡轮风扇发动机的稳定性。
任何的机械装置稳定性都是最重要的,稳定性一定程度上就代表安全性,战机在飞行的过程中,发动机出现任何状况,都是非常致命的。
现在昆仑发动机组,制造的样机有好多问题,大部分都是因为压气机不稳定造成的,而压气机的不稳定问题中,最大的上就发生‘喘振’。
喘振,是一种状态。
压气机的气流来自于战机飞行,战机飞行的时候,飞行的速度和高度,决定了进入压气机气流的多少,就造成了‘气流输入端’的不稳定。
飞行状态和发动机转速的不断变化,压气机也必须要承受不断的变化,气流进入越快越大,也就是战机的速度越快越快还好,减速的时候遇到的问题更大,气流强度的减少导致压气机转速减低,内部的增压比跟着降低,前面几级的压强降低还不显著,后面的压强降低就比较多了。
这时候就出现了问题。
压强降低,气体体积就变大,压气机后面几级的气流通道就显得“太小”了,流通不畅,气流被堵住而不能全部排出去,叶片的工作也就不正常。
于是气体压强发生脉动式的忽高忽低的变化。
当进入压气机前几级的气流向后流动时,如果后面通道被堵塞而不能全部流过,则气流会往前倒流,倒流使后面的气流通道被疏通,空气气流又被吸入压气机,向后流时又被堵塞,又向前倒流……
如此反复变化,气流在压气机里来回窜动,并以忽大忽小、不稳定的压强和速度从出口流出去。
这种就是发动机的“喘振”问题。
“喘振”发生的时候,会伴有涡轮前燃气温度突升和巨大的声响,内部叶片损坏还是小问题,严重一些会造成发动机直接熄火。
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