---

燃气轮机设计

在二战和二战后不久，活塞动力飞机的功率、性能和复杂性都达到了顶峰。大型多排径向发动机的功率可达4000 bhp以上。

结果却被德国的汉斯·冯·奥安博士(Dr. Hans von Ohain)和英国的弗兰克·惠特尔爵士(Sir Frank Whittle)研制的喷气式飞机打败。它的原理是基于古希腊科学家希罗的“Aeolipile”和其他伟大的思想家，如列奥纳多·达·芬奇和艾萨克·牛顿的定律。

与活塞相比，燃气轮机的部件更少，运动部件只向一个方向旋转，而不像传统发动机中的活塞那样停止和加速。因此，运行中的燃气轮机基本不受活塞模型振动的影响，这意味着更长的使用寿命(TBO)和更高的可靠性。

在本节中，我们将看一看航空中使用的不同类型的燃气轮机，并讨论其工作原理和它们的基本组成部分。

喷气发动机的设计

燃气轮机有许多不同类型:涡轮喷气发动机、螺旋桨发动机、轴发动机和涡扇发动机。我们将专注于涡轮螺旋桨和涡轮风扇模型，因为在航空领域，你会看到这两种类型比其他两种更多。涡喷发动机被用于军用战斗机，尽管这些飞机现在使用涡扇发动机。

涡扇发动机

它们由多级压气机风扇、燃烧室和通过轴与压气机相连的排气涡轮组成。核心设计可以使用一个或多个轴(N1、N2等)，这些轴也称为轴芯。

齿轮传动涡扇发动机

通常情况下，其中一个轴直接驱动风扇，但在齿轮传动涡扇设计中，轴与变速箱相连，因此风扇旋转更慢，从而提高了高达20%的燃油效率，同时降低了噪音。普惠PW1000G就是一个很好的例子。

涡轮螺旋桨飞机

在较低的亚音速范围内，螺旋桨的推进效率远高于涡喷发动机的反推力。螺旋桨的峰值约为300ktas。螺旋桨与燃气轮机的组合在可靠性、零件数量、功率开发和具体燃料消耗等方面具有许多优势。

涡轮螺桨发动机的基本部件与涡扇发动机相同，但前面的风扇较少。有一个齿轮箱连接驱动螺旋桨和螺旋桨转速控制。发电机/起动器、油泵、空调、液压泵等安装在附件侧并驱动。

绕过涡扇

压缩机风扇引导空气绕过(也可以说绕过它)，并通过核心，这些空气被用来冷却发动机，并产生非常大的旁路推力。这种较冷的空气围绕着非常热的排气，这将导致更低的噪音排放的引擎。纯涡轮喷气发动机没有旁通空气在高推力设置时会发出尖叫。

采用旁路原理是因为它提高了发动机的燃油消耗率(SFC)和推进效率。

二次风

发动机吸入的空气随后被压缩，部分通过发动机周围(与旁通空气大为不同)，通过管道输送，冷却发动机内部部件，如果前面安装有管道风扇，则从发动机后部或周围喷射出来。

涵道比

燃烧区周围的空气与进入发动机的空气量的比值称为旁路比。通常为8:1或更高，以提高其比油耗。

不是每个国产飞机制造商都能在他或她的飞机上买得起燃气轮机。燃料消耗更高(例如:一架普惠PT6A-34在塞斯纳大篷车将消耗大约50 USG/h)，但你将从飞机上获得惊人的性能。但由于这些发动机在飞行水平面上运行，由于实际飞行速度高得多，每公里或英里的油耗低于活塞发动机。

无论如何，如果你喜欢启动涡轮机的声音，并能负担得起一个，那么无论如何去做它!

EAI写的。