在帶有壓氣機(jī)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)這一類型中,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)得較晚,但已在直升機(jī)和垂直/短距起落飛機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。
渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)于1951年12月開始裝在直升機(jī)上,作次飛行。那時(shí)它屬于渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī),并沒有自成體系。以后隨著直升機(jī)在軍事和國民經(jīng)濟(jì)上使用越來越普遍,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)才獲得獨(dú)立的地位。
在工作和構(gòu)造上,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)同渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)根相近。它們都是由渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的原理演變而來,只不過后者將風(fēng)扇變成了螺旋槳,而前者將風(fēng)扇變成了直升機(jī)的旋翼。除此之外,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)也有自己的特點(diǎn):它一般裝有自由渦輪(即不帶動(dòng)壓氣機(jī),專為輸出功率用的渦輪),而且主要用在直升機(jī)和垂直/短距起落飛機(jī)上。
在構(gòu)造上,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)也有進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室和尾噴管等燃?xì)獍l(fā)生器基本構(gòu)造,但它一般都裝有自由渦輪,如圖所示,前面的是兩級(jí)普通渦輪,它帶動(dòng)壓氣機(jī),維持發(fā)動(dòng)機(jī)工作,后面的二級(jí)是自由渦輪,燃?xì)庠谄渲凶鞴Γㄟ^傳動(dòng)軸專門用來帶動(dòng)直升機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn),使它升空飛行。
渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)是用于直升機(jī)的,它與旋翼配合,構(gòu)成了直升機(jī)的動(dòng)力裝置。按照渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的理論,從理論上講,旋翼的直徑愈大愈好。同樣的核心發(fā)動(dòng)機(jī),產(chǎn)生同樣的循環(huán)功率,所配合的旋翼直徑愈大,則在旋翼上所產(chǎn)生的升力愈大。
同渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)和直升機(jī)常用的另一種動(dòng)力裝置——活塞發(fā)動(dòng)機(jī)采相比,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的功率重量比要大得多,在2.5以上。而且就發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率來說,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)也大得多,目前使用中的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率,高可達(dá)6000馬力甚至10000馬力,活塞發(fā)動(dòng)則相差很遠(yuǎn)。
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