從軍工心臟開始 第十五章 核心機 結構選擇

更新:09-21 20:06 作者:長風浪xo 分類:女生小說

    陳東風在這麼短的時間內看了七八本書,如果是在雷劈以前是萬萬做不到的,即使他現在的自學只是囫圇吞棗。一筆閣 www.yibige.com但他的腦域開發程度受到了意識融合後的二次開發,擴大了將近一倍。他對數字的敏感程度、新技術的理解能力達到了一個前所未有的高度,基本上自學和上課一個效果的程度。

    現在他由於時間太緊,自學這些課程理解上還有點淺薄,因為他沒有把裡面的公式都自己推導一次,只是先拿來用而已,但如果給他點時間溫習幾遍後,那他的掌握程度不亞於跟老師學習。

    就這樣,陳東風自學了將近一個月的時間,帶著他那些掌握的不是很通透的專業知識開始了航模核心機的設計。

    陳東風首先從貫穿發動機的軸來開始考慮,就是所謂的單轉子、雙轉子和三轉子航空發動機,這三種是各有優缺點的。

    單轉子的航發是把壓氣機和渦輪固定在同一個主軸上。在壓氣機和渦輪的中間是燃燒室,又稱火焰筒。高溫高壓的燃氣推動渦輪以上萬轉的轉速旋轉,同時帶動壓氣機也以這個速度旋轉,壓縮空氣。單轉子(單軸)發動機結構簡單,但壓縮效率有限,而且耗油率高。

    雙轉子航發是人們把壓氣機分成了兩部分,即低壓壓氣機和高壓壓氣機;同時,把渦輪也分成了兩部分即高壓渦輪和低壓渦輪。高壓渦輪和高壓壓氣機用一根空心軸連起來,低壓渦輪和低壓壓氣機用一根細點兒的軸連在一起,穿在空心軸裡面。這樣做的結果就是高壓壓氣機和低壓壓氣機可以用不同的轉速旋轉,工作效率大為提高。

    三轉子航的誕生是因為渦扇發動機在壓氣機前面又多了一級風扇。它同壓氣機、渦輪一樣是高速旋轉的葉片。那麼它應該與誰同軸同速呢?一般來講,風扇與低壓壓氣機同軸同速,也就是採用雙軸體制。然而這又產生了一個效率不高的問題。所以乾脆把風扇軸也獨立出來,同另一組低壓渦輪連起來,於是三轉子(或三軸)發動機就誕生了。三軸提高了效率,發動機推力大增,燃油消耗也節約了不少。但帶來一個大問題,三根軸,一根套一根,在高速旋轉時如何能保證強度。


    要選擇好軸的問題,必須要兼顧技術難度和核心機的效能。陳東風開始是想要直接上雙轉子的,因為現在的航發主流都是雙轉子及以上。但楊輝和他在討論的時候就說了,我們的航模不僅是設計的要體現出現在的航發潮流,也要兼顧實用性可實現性,複雜的結構會不僅會讓我們的理論計算變得複雜,也會讓我們最後實物變得異常困難,畢竟加工的難度我們也不好解決。陳東風想想有道理,考慮再三選擇了單轉子。

    軸確定好了,接下來陳東風要開始設計軸上面的壓氣機和渦輪葉片的級數和轉速。壓氣機又分為離心式壓氣機和軸流式壓氣機?。

    離心式壓氣機由導風輪、葉輪、擴壓器等組成。空氣由進氣道進入壓氣機、經過壓氣機與葉輪一起旋轉的導風輪的導引進入葉輪。在高速旋轉葉輪作用下,空氣由葉輪中心被離心力甩向葉輪外緣,壓力也逐漸提高,由葉輪流出的空氣進入擴壓器後速度降低,壓力再次提高,最後由出氣管流出壓氣機。

    離心式壓氣機的空氣流量為數公斤至數十公斤每秒。亞音速離心式壓氣機的增壓比約為45,超音速離心式壓氣機可達8~10,效率約為078。

    軸流式壓氣機是因為空氣在軸流式壓氣機中主要沿軸向流動。它由轉子和靜子兩部分組成。由一排轉子葉片和一排靜子葉片組成一級,單級的增壓比很小,為了獲得較高的增壓比,一般都採用如圖所示的多級結構。空氣在壓氣機中被逐級增壓後,密度和溫度也逐級提高。

    軸流式壓氣機的空氣流量為幾公斤每秒到二百公斤每秒,單級增壓比一般約為11~20,效率約為085~088。多級軸流式壓氣機的增壓比可達25以上。軸流式壓氣機的面積小,增壓比和效率都高。

    採用軸流式壓氣機,勢必會讓壓氣機的級數增加而導致核心機重量提升,更何況陳東風要設計的這個航模最大速度也不過是接近音速,所以對增壓比的要求達不到10以上。

    更何況離心式壓氣機的動平性能好,氣流損耗小,噪音要低、震動也小。所以陳東風已沒有為了技術而技術,選擇了比較實用也比較簡單的離心式壓氣機,在與其他三人交流過後,



  
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