渦輪噴氣發動機進氣系統的主要作用?

 渦輪噴氣發動機進氣系統的主要作用是:引入空氣,並儘量利用氣流的衝壓來對發動機增壓,並使動能損失最小,進氣口位置的安排,應注意使速度分佈均勻,附加的阻力小;同時還應使進氣口的位置不易吸入雜物,以免損壞發動機內部的零件如壓氣機葉片等。  

進氣系統

進氣系統主要包括進氣口和進氣道。

  進氣口的位置——進氣口的位置與發動機的位置、數目和型式等有關。常見的有機頭正面、短艙正面、機身兩側和機翼根部進氣,此外還有翼下和翼上進氣等型式。  機身內部安裝一臺或兩臺渦輪發動機,多采用機頭正面進氣形式小這種進氣形式的優點是,迎面氣流衝壓助利用效果好,但由於進氣道長,進氣道內部摩擦阻力大,所以動能的損失也較大;同時機身內部的空間不好利用,雷達和武器的安裝不便,而且座艙的視界也不太好。  在這種情況下,也可採用機身兩側進氣的型式。這種安排的進氣道較短,內部動能損失較小,頭部空間好用來安裝雷達和其他裝置。但由於氣流沿機身流過很長一段距離,在機身形成的附面層較長較厚,氣流會從進氣口壁分離,這樣就會使氣流衝壓的利用不好。如果附面層發展嚴重,可能出現進氣道中氣流不穩定甚至發生脈動、抖振和很大的噪音等不良現象。一種解決的辦法是,把附面層吸到低壓區,將它排除掉。採用機翼根部進氣、也有與機身兩側進氣型式相同的附面層變厚的缺點。解決的辦法也相同。  另外,有一種飛機的進氣口設計獨特,為機身單側進氣的非對稱形式,這種形式除了可能會帶來不對稱氣動力外,其它特性應與兩側進氣相同。

多臺渦輪噴氣發動

  多臺渦輪噴氣發動機可裝在發動機短艙內。這種安排方式不但對衝壓利用效果好,而且內部動能損失也小。  飛行速度對於進氣系統有很大影響。亞音速飛行時,進氣道中氣流的動能能量損失,主要由於內部摩擦和氣流分離。為此可採取適當的進氣道內部形狀並把表面做得光滑等措施,但在超音速飛行時,除了這兩項損失以外,在進氣道之前還要產生激波,如為正激波則造成的能量損失更大。實驗表明,當速度超過一倍半音速時,激波損失大大增加,使得推力急劇減小。這時可採用超音速進氣道來改進這種情況。例如在機頭進氣道中裝錐體,並使它突出於進氣道之外,使氣流在進氣口附近形成一系列激波,並把正激波改變為斜激波,則氣流能量損失可大大降低,保持發動機產生較大的推力。M數更大的飛機,錐體可做成能前後調節的,以適應不同飛行M數的需要,這樣就可在不同的M數下,都可保持氣流動能損失小而產生的推力大。  超音速飛機除採用錐體外,特別是M數大於2的殲擊機和旅客機,還可採用二元超音速進氣道。其進氣口的剖面為矩形或方形,口內裝有斜板,使得進氣道的剖面收縮或擴張,隨著飛行M數的變化而改變形狀,形成不同的激波系統,以保證氣流的穩定,並使氣流動能的損失減小。

防冰裝置

 渦輪噴氣發動機進氣口處在一定氣象條件下容易結冰。這會使進氣道中氣流動能損失增大,推力減小,還可能使發動機受到損壞。為了防止結冰,可在進氣口和進口導流片處安裝防冰裝置;其熱源可利用發動機的燃氣、壓氣機後面的熱空氣或電能。  現代作戰飛機為了增強隱身效能,使雷達波不能直接照射到旋轉的風扇葉片上,將進氣口裝在機翼上方,並採用“S”形進氣道,使雷達波在進氣道內經過多次反射而衰減,F-117飛機為了增強效果,甚至在進氣口裝上了格柵,這些措施實際上對發動機的工作有影響,因此目前的隱身飛機的飛行效能都很一般。

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