燃气涡轮发动机( 三 ) _生活百科

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燃气涡轮发动机与压缩机不同的是，涡轮的目的是将气流的能量转换为机械能，因此叶片的形状与压缩机会稍有不同，重视的是气流通过时能产生的作用力，与飞机机翼希望升力大而阻力小的要求类似。涡轮叶片直接受到高温高压气流的冲击，为了提高燃烧温度以提升燃气轮机的效率，涡轮叶片必须使用耐高温、在高温下仍保有高强度及寿命的耐热材料製成。叶片结构上也常使用一些特殊设计，例如常见的作法是将叶片设计为中空，然后将冷空气或冷却液导入内部，在叶片内部流动时可以产生冷却效果，还有在表面设计许多小孔喷出冷空气，随着空气流动而覆盖整个叶片，阻隔以避免高温空气直接冲击叶片，以达到保护的效果。与压缩机相同，理想的涡轮应该是等熵过程，但是实际上通过涡轮后气流的温度和熵都会大于理想值，涡轮的效率定义为：其中ηt代表涡轮效率， h3代表气流进入涡轮之前的焓， h4i代表理想状况下气流离开涡轮时的焓， h4a代表实际状况下气流离开涡轮时的焓。依据热力学定律，涡轮效率不可能大于1 。

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公式分类和组成航空燃气涡轮机的组成航空燃气涡轮喷气发动机主要由进气道（Intake）、压气机（compressor）、燃烧室（combustion chamber）、涡轮（turbine）、喷管（Exhaust）等部分构成。新鲜空气由进气道进入燃气轮机后，首先由压气机加压成高压气体，接着由喷油嘴喷出燃油与空气混合后在燃烧室进行燃烧成为高温高压燃气，然后进入涡轮段推动涡轮，将燃气的焓和动能转换成机械能输出，最后的废气由尾喷管排出。而由涡轮输出的机械能中，一部分会用来驱动压气机，另一部分则经由传动轴输出（涡轮轴发动机），用以驱动我们希望驱动的机构如发电机、传动系统或飞行器螺旋桨等。

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燃气涡轮喷射机引擎的图示。主要类型涡轮喷气发动机

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燃气涡轮发动机原理图涡轮风扇发动机涡轮螺桨发动机涡轮轴发动机涡轮喷气发动机组成：进气道，压气机，燃烧室，涡轮，尾喷管、进气道进气----压气机增压----燃烧室加热----涡轮膨胀做功带动压气机----尾喷管膨胀加速----排气到体外涡轮风扇发动机分开排气涡扇组成：进气道，风扇，压气机，燃烧室，涡轮，外函道，内外含尾喷管进气道进气----风扇增压----气流分为两股内涵气流----压气机增压----燃烧室加热----涡轮膨胀做功带动风扇和压气机----内涵尾喷管膨胀加速----排气到体外外涵气流----外涵道----外含尾喷管膨胀加速----排气到体外混合排气涡扇组成：进气道，风扇，压气机，燃烧室，涡轮，混合器，尾喷管进气道进气----风扇增压----气流分为两股内涵气流----压气机增压----燃烧室加热----涡轮膨胀做功带动风扇和压气机----混合器外涵气流----外涵道----混合器两股气流在混合器中掺混----尾喷管膨胀加速----排气到体外涡轮螺桨发动机组成：进气道，压气机，燃烧室，涡轮，尾喷管，减速器。螺旋桨工作过程:进气道进气----压气机增压----燃烧室加热----涡轮膨胀做功带动压气机和螺旋桨----尾喷管膨胀加速----排气到体外涡轮轴发动机组成：进气道，压气机，燃烧室，涡轮，尾喷管，功率输出轴，主减速器等进气道进气----压气机增压----燃烧室加热----涡轮膨胀做功带动压气机和旋翼----尾喷管膨胀加速----排气到体外发动机套用喷气发动机中大型飞机几乎都使用涡轮发动机做为动力来源，因其体积较小而输出动力大，更重要的是没有螺旋桨在高速时所会遭遇到的音障问题，因此也是一般超音速飞机的唯一选择（只有少数机型会使用冲压式喷气发动机或火箭）。由于是使用于直接推进，以喷出高温废气的反作用力产生推进力，因此在设计上会儘量缩小涡轮段的能量转换及损耗，只输出驱动压缩机及发电机等附属档案所需的功。