进气道是发动机的进气通道,整理气流、消除旋涡,保证在各种工作状态下都能为发动机提供所需空气量,尤其是在高速飞行之中要使高速气流速度降下来,将空气气流的动能转化为压力势能,进气道的功用尤为重要。
压气机是发动机中很重要的一个部件,它的作用自然是提高进入燃烧室的空气压力,原理是利用高速旋转的叶片对空气做功。分为离心式和轴流式两种,不过离心式的增压比不够高,不到十的比例、离心叶轮又太大,所以它只能适用于小功率的发动机。由静子(整流器)和转子两部分构成的轴流式就不存在这样的问题。
静子和转子由多排叶片组成,其叶片沿压气机轴向交错排列,构成的压气机进气口大二出气口小。并且,静子的管壁看上去就像有很多的深沟槽,而转子就很想一根长满小刀片儿的特殊狼牙棒。
转子的叶片在前、静子的叶片在后,二者之间的相互运动迫使由进气道而来的空气不断增压,空气每经过一级转子叶片后,压力、速度和温度都会提升,经过一级静子叶片的减速、增压和整流后,再进入下一级转子叶片。所以为了得到较高的增压比,单级增压是不可取的,将多级组合起来形成多级轴流压气机,增压比低的可以三至五,高的可以达到二三十甚至四五十。不过,增压效果是很好,但静子转子的加工可就非常麻烦,没有高精度的加工设备是做不出“狼牙棒”的。
考验一个国家工业实力的可不仅仅是静子转子,燃烧室也是发动机最为重要的一个部件。空气经过压气机增压后形成了高压的较高温度空气并进入了燃烧室,在这里将与燃料进行燃烧,气体的温度、压力都将陡增,最后形成的高温高压空气将冲向涡轮。
燃烧室有外套、火焰筒、喷嘴和涡流器。压气机过来的气体将被分为两部分,小部分气体流入火焰套筒头部及其小孔后与燃料进行混合燃烧,而大部分的气体则必须沿着火焰筒和外套之间的通道向后流通以冷却火焰筒壁,不至于让火焰筒筒壁温度太高、涡轮因过热而烧毁,但即便是这样燃烧室的温度也是相当恐怖的,材料工艺不过关,是绝对不能做出好的发动机,即便做成了,也不能在使用时长、工作寿命等方面做到优秀且实用。
涡轮的功用在于将燃烧室出口的,大量的高温高压气体能量转化为机械能。燃烧室喷涌而出的燃气冲击涡轮使工作叶轮高速旋转,机械能以轴功率输出,驱动了压气机、风扇、螺旋桨或者其他附件工作。经过涡轮后的高温高压气体温度和压力都降低了不少,速度增加了很多,经过收敛形状的尾喷管后产生推力。
涡轮的组成其实和压气机很相似,静止的导向器和转动的工作叶轮是其关键所在。两者都在径向安装有很多的叶片,其通道都为收缩形,承受高速高温高压的气流不断冲击,做每分钟几千转、几万转的高速旋转运动,因而工作叶片必须承受很大的离心力、必须有很好的耐高温耐腐蚀特性。
“发动机的推力与涡轮前燃气的温度有关。温度越高推力越大,但涡轮叶片材料的耐热性是有限的,采用冷却措施也只能让限制范围增大至1200摄氏度左右,单靠提高燃气的温度来增加推力是不可行的。但流经涡轮的高温燃气中还有不少的氧气,并且这一段内没有任何的转动部件限制温度的升高幅度,在涡轮的后面增设一个燃烧室再次喷油燃烧,可以将温度提升至1700摄氏度左右。有了这种加力燃烧,燃气的能量和排气速度都将大幅度提高,并且没有改变其他部件的任何工作状态,却能获得推力百分之二十以上的提升,甚至更高。当然,带来的燃油消耗过快、温度过高等问题也是不容忽视的……”
“我们这台发动机预计推力有八千牛,也就是800daN。推重比预计在2。7左右。在经过一次检查后,我们将进行首次试