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发动机喘振原因,飞机发动机喘振原因
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祝恒磊
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飞机发动机喘振,你知道是咋回事儿不?
咱河南话讲,这就叫“喘振”。简单来说,就是发动机“咳嗽”了。要想知道咋回事儿,咱得先了解一下喷气发动机的原理。
发动机的“肺部”
涡喷发动机的主要结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷口组成。这就好比人的呼吸系统,压气机就像是发动机的“肺部”,负责吸气。空气从进气道进入压气机,由压气机做功压缩成高压空气,进入燃烧室与燃油混合燃烧成高温高压燃气,高温高压燃气再对涡轮做功,经过涡轮后压力和温度都下降,之后经尾喷管排出发动机。
空气的“公交车”
空气在压气机里面流动,时刻都顶着巨大的压力。当空气稳定进入压气机时,空气在动、静叶间,就像一辆前行的“公交车”,每站都在不停地上人,一级一级的持续加压。
压力差的“魔法”
一旦发生空气流量突然减少的情况,发动机内部就会形成一股“神秘力量”——压力差。在压力差的影响下,空气不由自主地前后涌动,由正常的“前浪推后浪”转变为“前浪后浪交替循环”,将导致发动机一阵阵“咳嗽”,同时还会引起巨大的振动,这就是航空发动机的“喘振”。
引发喘振的“罪魁祸首”
引发航空发动机喘振的原因有很多,最常见的就是流量突然减小,通常是因为吞砂、吞水、吞冰、吞鸟等外来物的影响。
预防和整治两手抓
为尽量降低或避免发动机喘振带来的风险,在航空发动机设计时,就从预防和整治两方面入手。一方面通过提高压气机叶片材料强度、优化内部结构、提高抗振能力、增加喘振裕度等,达到预防的目的。另一方面当监测到航空发动机出现喘振征兆时,可以通过级间放气机构、可调静子等巧妙设计,主动防喘,达到整治的目的。
我国自主研发的航空发动机
我国自主研发的航空发动机目前在防喘方面已取得长足的进展,比如天津直博会参展的 1100kW 级涡轴发动机,自带整体式多功能防砂装置,配有健康管理系统,可以实现振动监测,发动机防止和调节喘振能力大幅增强。
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