在工作和构造上(shàng),涡(wō)轮轴发动机同涡轮螺桨发动机(jī)根相近。它(tā)们(men)都是由(yóu)涡轮风扇发动机的原理演(yǎn)变而来,只不过后者(zhě)将风扇变成(chéng)了螺旋桨,而前者将风扇(shàn)变成了直(zhí)升机(jī)的旋翼(yì)。除此(cǐ)之外,涡轮轴(zhóu)发动机也(yě)有自(zì)己的特(tè)点(diǎn):它一般装有自由涡轮(即不(bú)带动压气机,专为输出功率用的涡(wō)轮(lún)),而且主要用在直升机和(hé)垂直/短距起落飞(fēi)机上。
在构造上,涡轮轴发动机也有(yǒu)进(jìn)气道、压(yā)气机、燃烧室和(hé)尾喷管(guǎn)等燃气发生器基本构(gòu)造,但它一般(bān)都装(zhuāng)有自由涡轮,前面的是两级普通涡轮(lún),它带动压气机,维(wéi)持发动机工作(zuò),后面的二级是(shì)自由涡轮,燃(rán)气在(zài)其中作(zuò)功,通过传(chuán)动(dòng)轴专门用来带动(dòng)直(zhí)升机的旋(xuán)翼旋转,使它升(shēng)空飞行。此(cǐ)外,从涡轮(lún)流出来的燃气,经过尾喷管喷出,可产生一定(dìng)的推力,由于喷(pēn)速不大,这种推力很小,如折合(hé)为功(gōng)率,大约仅占总功率的十分(fèn)之一左右。有时喷速过小,甚至不产生什(shí)么推力。为了(le)合理(lǐ)地安(ān)排直升(shēng)机的结构,涡轮轴发(fā)动机的喷口,可以向上(shàng),向下(xià)或(huò)向两侧,不象涡轮喷(pēn)气(qì)发动机那(nà)样(yàng)非向后不可。这有(yǒu)利(lì)于直升机(jī)设计时的总(zǒng)体安(ān)排。
涡轮(lún)轴发动(dòng)机是用于直(zhí)升机的,它与旋(xuán)翼配合,构成了(le)直升机(jī)的动力装置。按(àn)照涡轮风扇发动(dòng)机的理论,从理论上讲,旋(xuán)翼的直径愈大愈好。同(tóng)样的核心发动机,产生同(tóng)样的(de)循环功率,所配合(hé)的旋翼直(zhí)径愈大,则(zé)在旋翼(yì)上(shàng)所产生的升力(lì)愈大。事实上(shàng),由于在(zài)能量转(zhuǎn)换过程中(zhōng)有(yǒu)损失,旋翼也不可能制成(chéng)无限大,所以,旋翼的直径是(shì)有(yǒu)限制的。——般说,通过(guò)旋翼的(de)空(kōng)气流量是通过涡轮轴发动机的空气流量的500-1000倍。
同涡(wō)轮轴发(fā)动机(jī)和直升机常用的另一种动(dòng)力装置——活塞发动(dòng)机采(cǎi)相比,涡轮轴发动(dòng)机(jī)的功率重量比(bǐ)要大(dà)得(dé)多(duō),在2.5以(yǐ)上。而且(qiě)就发动机所产生的功(gōng)率来说,涡(wō)轮轴发(fā)动(dòng)机也大得多,目前使用中的涡轮轴发动机所产生的功率,最高可达6000马力甚至10000马力,活塞发动则(zé)相差(chà)很远。在经济性(xìng)上,涡轮轴发动机的耗油(yóu)率略高于最好(hǎo)的活(huó)塞式发动机(jī),但它所用(yòng)的航空煤油要比前者所用(yòng)的汽油便宜,这在一定(dìng)程度上得到(dào)了弥(mí)补。当然,涡轮轴发动机(jī)也有其不足(zú)之处(chù)。它制(zhì)造比较困(kùn)难,制造成(chéng)本也较(jiào)高。特别是由于旋翼的转速更低,它需(xū)要比涡轮螺旋桨发(fā)动机更(gèng)重更大的减速齿轮系统,有时(shí)它的重量竟(jìng)占发(fā)动机总重量一半以上。

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