本文作者:wasd8456

喷气式发动机吸入异物,喷气式发动机吸入异物的原因

wasd8456 04-20 13
喷气式发动机吸入异物,喷气式发动机吸入异物的原因摘要: mi24武装直升机上边的那两个像眼睛一样的圆罩子是什么玩意?垂直起降尾喷管原理?为什么民航喷气引擎进口不是正圆的?mi24武装直升机上边的那两个像眼睛一样的圆罩子是什么玩意?mi2...
  1. mi24武装直升机上边的那两个像眼睛一样的圆罩子是什么玩意?
  2. 垂直起降尾喷管原理?
  3. 为什么民航喷气引擎进口不是正圆的?

mi24武装直升机上边的那两个像眼睛一样的圆罩子是什么玩意?

mi24武装直升机上边的那两个像眼睛一样的圆罩子,其实就是在发动机吸入空气时,能够将空气中混入的灰尘与杂物分离出去,以保证进入发动机的空气没有任何怪东西,免得影响发动机正常工作,而这个装置的名字就叫做发动机进气道粒子分离器。

毕竟由于直升机的起降原理不像是固定翼飞机那样,直升机起降时由于主翼螺旋桨会将地面大量的尘土与杂物扬起,而这些杂物又会被发动机从进气道吸入,所以mi24武装直升机普遍都会安装进气道粒子分离器。

其实不仅是mi24武装直升机,基本上所有mi系列直升机都会安装进气道粒子分离器,像是mi26重型运输直升机,mi8运输机,mi171运输机基本上都会安装进气道粒子分离器。不要说是mi系列直升机,就连俄罗斯卡系直升机同样也会安装进气道粒子分离器,就比如卡52武装直升机与卡28陆军型号等。

喷气式发动机吸入异物,喷气式发动机吸入异物的原因
(图片来源网络,侵删)

如题主所言,不仅是米24武装直升机有这样的圆罩子,在同时期的苏/俄式直升机上都可以看到这样的东西。其实这个东西也不并不神秘,它是直升机发动机的进气道保护罩和过滤器,主要作用是保证直升机发动机进气道不吸入异物,避免损伤到发动机。

(米24武装直升机)

目前的直升机广泛使用的是涡轴发动机,其在结构上是由进气道、压气机燃烧室和尾喷管等组成的。通常情况下,发动机前面是两级普通涡轮,用来启动压气机维持发动机工作。而后面是两级自由涡轮,利用高温燃气作功,传递到传动轴来带动直升机的旋翼转动,提供直升机上升的动力。此外,尾喷管喷出燃气废气,也可以为直升机产生一定的推力,只不过这种推力比较小,仅起到一些***作用。因此,直升机发动机要想正常工作,发动机也是需要吸入足够量的空气的。

喷气式发动机吸入异物,喷气式发动机吸入异物的原因
(图片来源网络,侵删)

(直升机涡轴发动机结构示意图)

直升机具有起降方便、反应迅速、使用环境多样的特点,在现代战争和民营航空领域有着重要的作用。由于直升机使用的环境通常都是野外,而且直升机在起降过程中受旋翼下吹气流影响,往往会将地面的一些沙石等杂物吹到空中。一旦这些异物被吸入发动机的进气道内,很容易损伤到直升机的发动机叶片或涡轴,从而导致发动机损坏产生事故。

垂直起降尾喷管原理?

       第一部分是通过涡轮主轴将动力传送给一套位于发动机前部的风扇装置,由该装置产生向下喷出的气流,从而实现垂直升力。

喷气式发动机吸入异物,喷气式发动机吸入异物的原因
(图片来源网络,侵删)

       第二部分是通过一个偏转式喷口将发动机燃烧室向后喷出的燃气向下偏转,实现第二个垂直升力。

        第三和第四部分是通过两个导管将发动机压气机产生的压缩空气分别引至两侧机翼,再通过翼尖上的喷口向下喷出。这两个喷口还可以调节方向喷气量,从而实现了垂直升力,并可控制飞机在起飞或着陆时的姿态。

        在垂直起飞或垂直着陆时,F-35B背部的***进气口便会自动打开。这一设计可以避免发动机再次吸入发动机喷出的废气,有利于提高发动机的功率,并减小吸入异物的危险性。

        在 F35B垂直起降时,安装在前机身的升力风扇,可使大量气流穿过过背部和机腹的开口,产生占总推力47%的冷空气推力。后部尾喷管向下旋转90度,产生35%的推力,同时两侧翼根处的姿态控制喷管各产生9%的推力。三者同时作用,使飞机“悬空”。

        这样做的好处是飞机因挂载情况及燃油状况造成重心改变时,三处推力点可通过适时调节保持机身姿态,保持飞机起降的安全性和灵活性。同时因为有升力风扇的设计,不需要鹞式飞机那种超大的进气道保证进气,有利于实现超音速飞行

为什么民航喷气引擎进口不是正圆的?

航空发动机专业的同学来回答一下这个问题

从道理上说,航空燃气涡轮发动机的进口最好是圆形的,这是为什么呢?

因为航空燃气涡轮发动机是依靠转动的转子来实现给气体的加压、接受气体对转子的做功的,所以为了保证转子转动的平衡,叶片都是在转子上均匀分布的【如下图所示】。

如果叶片是均匀的,那么吸入的气体最好也是均匀的,这样叶片可以均匀地跟气体发生关系,更加有利于发动机的工作效率。如下图所示,就是与均匀进入发动机内部气流发生均匀的作用的航空发动机离心压气机。

如果进气不均匀了,也就是到达发动机叶片上的气流不是全一样的,这就是发生了所谓的“进气畸变”,这个时候对于发动机来说就是一件不好的事情。如下图所示,可以看到流向发动机的气流不再是均匀的,而是上面速度高、下面速度低。

往轻了说,会影响发动机压气机正常工作,往重了说,容易引起发动机的故障。如下图所示,就是发生进气畸变时候的发动机风扇叶片,可以看到其中的气流很紊乱。

但是,这只是理想的情况,有些时候不得不把发动机的入口做成非圆形的,比如说战斗机为了保持较好的气动外形或者隐身性能,所以必须要把发动机收入机舱内部,还需要把发动机进气口的形状做成跟飞机外形匹配的形状【比如说下图就是战斗机上矩形进气道】:

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