渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)
一般來說，現(xiàn)代不加力渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比是有著不斷加大的趨勢的。因?yàn)閷τ跍u輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)來說，若飛行速度一定，要提高飛機(jī)的推進(jìn)效率，也就是要降低排氣速度和飛行速度的差值，需要加大涵道比；而同時(shí)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)材料和結(jié)構(gòu)工藝的提高，許用的渦輪前溫度也不斷提高，這也要求相應(yīng)地增大涵道比。對于一架低速（500～600km/h）的飛機(jī)來說，在一定的渦輪前溫度下，其適當(dāng)?shù)暮辣葢?yīng)為50以上，這顯然是發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)所無法承受的。
為了提高效率，人們索性便拋去了風(fēng)扇的外涵殼體，用螺旋槳代替了風(fēng)扇，便形成了渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，簡稱渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)由螺旋槳和燃?xì)獍l(fā)生器組成，螺旋槳由渦輪帶動(dòng)。由于螺旋槳的直徑較大，轉(zhuǎn)速要遠(yuǎn)比渦輪低，只有大約1000轉(zhuǎn)/分，為使渦輪和螺旋槳都工作在正常的范圍內(nèi)，需要在它們之間安裝一個(gè)減速器，將渦輪轉(zhuǎn)速降至十分之一左右后，才可驅(qū)動(dòng)螺旋槳。這種減速器的負(fù)荷重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，它的重量一般相當(dāng)于壓氣機(jī)和渦輪的總重，作為發(fā)動(dòng)機(jī)整體的一個(gè)部件，減速器在設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)中占有相當(dāng)重要的地位。
渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳后的空氣流就相當(dāng)于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的外涵道，由于螺旋槳的直徑比發(fā)動(dòng)機(jī)大很多，氣流量也遠(yuǎn)大于內(nèi)涵道，因此這種發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際上相當(dāng)于一臺超大涵道比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
盡管工作原理近似，但渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)在產(chǎn)生動(dòng)力方面卻有著很大的不同，渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的主要功率輸出方式為螺旋槳的軸功率，而尾噴管噴出的燃?xì)馔屏O小，只占總推力的5%左右，為了驅(qū)動(dòng)大功率的螺旋槳，渦輪級數(shù)也比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)要多，一般為2～6級。
同活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)＋螺旋槳相比，渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，它的功率大，功重比（功率/重量）也大，最大功率可超過10000馬力，功重比為4以上；而活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)最大不過三四千馬力，功重比2左右。其次，由于減少了運(yùn)動(dòng)部件，尤其是沒有做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好，噪音小，工作壽命長，維修費(fèi)用也較低。而且，由于核心部分采用燃?xì)獍l(fā)生器，渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的適用高度和速度范圍都要比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)高很多。在耗油率方面，二者相差不多，但渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的煤油要比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油便宜。
由于涵道比大，渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)在低速下效率要高于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，但受到螺旋槳效率的影響，它的適用速度不能太高，一般要小于900km/h。目前在中低速飛機(jī)或?qū)Φ退傩阅苡袊?yán)格要求的巡邏、反潛或滅火等類型飛機(jī)中的到廣泛應(yīng)用。
［上一頁］ ［下一頁］
|
