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航空发动机改装的燃气轮机的工作原理和类型

私人飞机网 更新时间:2016-05-27 13:23:28 来源:航空知识微信公号 字号:

  为满足国防和航空运输业的需要,半个世纪内,航空发动机得到了巨大的发展。

图:燃气轮机的压气机叶片

  由于航空发动机在设计水平、材料、制造工艺、试验和使用方面技术先进,经验丰富,因此由航空发动机改装而得到的燃气轮机(简称航改燃机),在非航空领域中得到了广泛的应用,在整个航空动力行业中,航改燃机所占的比重不断增大。从原则上讲,如果能发展一台采用高循环参数、高新技术装备的高性能核心机(或燃气发生器),则可发展一系列的发动机,包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机以及地面和舰船用的动力。即用不同的方法来利用燃气发生器输出的高温高压燃气,就可得到不同的发动机。如果将这股燃气驱动一个带动负载设备(例如发电机、水泵、油泵)或船用螺旋桨的涡轮,那么原用于上天的航空发动机就可变为地面或舰船的动力了,这就是航空发动机在非航空领域中的应用。

图:美国福特号护卫舰使用的燃气轮机

  在燃气发生器后用来驱动地面装置的涡轮称为动力涡轮,燃气发生器加上动力涡轮称为地面或舰船用燃气轮机。一般动力涡轮的转速较高,而带动的发电机、水泵、油泵及船用螺旋桨等设备的转速均较低,因此,在动力涡轮与设备间需装减速装置。地面燃气轮机大体可以分为两类:一类是工业型,一类是航机改装型。工业型是按地面要求而设计的,主要的要求是寿命长,能长期安全运行,少用贵重金属材料。航空发动机改装的燃气轮机,是把那些成熟的航空发动机加以适当改型而成,有的甚至在新航空发动机研制阶段中或研制之初,就开始着手地面燃机的改型。改型的情况视发动机的种类不同而不同。对涡轮喷气发动机,去掉尾喷管并适当改进后,加装动力涡轮;对涡轮风扇发动机,去掉或改变前面的风扇部分,适当变更涡轮,去掉尾喷管,加装动力涡轮;对涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机,由于它们在飞机上使用时就是输出轴功率,因而改装的工作量较小。

图:英国皇家海军炮艇上使用的燃气轮机

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