直升机发动机
直升机的动力装置大体上分为两类,即航空活塞式发动机和航空涡轮轴发动机。 在直升机发展初期,均采用技术上比较成熟的航空活塞式发动机作为直升机的动力装置。但由于其振动大,功率质量比和功率体积比小、控制复杂等许多问题,人们就利用已经 发展起来的涡轮喷气技术寻求性能优良的直升机动力装置,从而研制成功直升机用涡轮铀发动机。
实践证明,涡轮轴发动机较活塞式发动机更能适合直升机的飞行特点。当今世界上,除部分小型直升机还在使用活塞式发动机外,涡轮轴发动机已成为直升机动力装置的主要形式。
航空涡轮轴发动机
航空涡轮轴发动机,或简称为涡铀发动机,是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。法国 是最先研制涡轴发动机的国家。50年代初,透博梅卡公司研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机,功率达到了206kW(280hp), 成为世界上第一台直升机用航空涡轮轴发动机,定名为“阿都斯特—l”(Artouste—1)。首先装用这种发动机的直升机是美国贝尔直升机公司生产的Bell 47(编号为XH—13F),于1954年进行了首飞。
涡轴发动机自从问世近40年来,产品不断改进发展,结构、性能一代比一代好,型号不断推陈出新。据不完全统计,世界上直升机用航空涡轴发动机,经历了四代发展时期,输出轴功率从几十千瓦到数千千瓦,大大小小约有二十几个发展系列。
西方典型的四代航空涡轴发动机
代 |
投产年代 (20世纪) |
型号名称 |
功率(kW) |
耗油率 (kg/kW.h) |
压比 |
涡轮进口温度(℃) |
重量 kg |
功率重量比(kw/kg) |
适用直升机型号 |
一代 |
50 |
阿都斯特II (法) T58-GE-109 (美) |
404 1029 |
0.46 0.38 |
5.2 8.4 |
750 982 |
154 159 |
2.62 6.47 |
“云雀” “SH=3” |
二代 |
60 |
阿斯泰祖 (法) T64-GE-6 (美) |
441 2096 |
0.33 0.32 |
7.8 13 |
950 1093 |
160 328 |
2.76 6.39 |
“小羚羊” AH-56 |
三代 |
70-80 |
马基拉 (法) T700-GE-700 (美) |
1324 1146 |
0.292 0.29 |
10.4 17 |
1100 1199 |
210 181 |
6.3 6.33 |
“超美洲豹” “黑鹰” |
四代 |
80-90 |
NTR—390 (欧洲) T800-LHT-800 (美) RTM—322 (英、法) |
958 895 1566 |
0.274 0.280 0.267 |
13 15 14.72 |
1432
1480 |
169 163 241 |
5.66 5.5 6.5 |
欧洲“虎式” AH-66 EH-101 |
涡轴发动机分类
涡轴发动机据其动力涡轮的形式不同,可分为固定涡轮轴发动机和自由涡轮轴发动机两种。前者的动力涡轮和燃气发生器转于,共同固定在同一根轴上;后者的动力涡轮和燃气发 生器转子,分别固定在两根轴上,动力涡轴与燃气发生器转于彼此无机械联系,动力涡轴呈“自由”状态。自由涡轮轴发动机,又可分为后出轴和前出轴两种。
涡轴发动机的主要机件及其工作原理
与一般航空喷气发动机一样,涡轴发动机也有进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气 装置等五大机件,涡轴发动机典型结构如下图所示。
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