Bjorn 的角落:新引擎开发。第 12 部分。速度变化。

2024 年 6 月 21 日,©。Leeham News:我们做了一个关于发动机开发的文章系列。目的是了解为什么发动机开发现在比机身开发有更长的时间表,并且承担更大的产品成熟度问题风险。要……阅读更多文章 Bjorn 的角落:新引擎开发。第 12 部分。速度变化。首先出现在 Leeham News and Analysis 上。

来源:Leeham News and Analysis

作者:Bjorn Fehrm

2024 年 6 月 21 日,©. Leeham News:我们撰写了一系列有关发动机开发的文章。目的是了解为什么发动机开发现在比机身开发的时间更长,并且产品成熟度问题的风险更大。

2024 年 6 月 21 日,©. Leeham News

要了解为什么发动机开发已成为一项具有挑战性的任务,我们需要了解发动机基础知识以及用于这些基础知识的技术。

在介绍了主要推力产生装置(根据应用,我们可以将其称为螺旋桨、风扇或开式转子)之后,我们现在来看看为推力装置提供动力的核心。在那里,我们研究如何利用空气作为气体的特性使其进入燃气轮机不同部分所需的状态。

图 1。燃气轮机循环。来源:劳斯莱斯:喷气发动机。

核心流程
核心流程

在上一节中,我们学习了空气如何对压力、体积和温度的变化作出反应的基础知识,以了解燃气轮机中发生的情况。

关系为:压力 * 体积 = 常数 * 温度

压力 * 体积 = 常数 * 温度

空气的性质遵循理想气体定律。

理想气体定律

现在我们来研究这种关系如何使空气在通过发动机时的状态发生许多必要的变化。 为了简化讨论,我们来看看巡航条件。

发动机中的空速变化
发动机中的空速变化

当空气通过发动机时,必须实现三个主要的轴向空气速度:

  • 第一个是当空气遇到风扇或压缩机级时。所需的轴向速度约为 M0.5。这简化了风扇/压缩机级的空气动力学设计,因为空气与风扇/压缩机叶片的相对速度可以保持在叶片尖端的 M1.5 以下,并且大部分不处于超音速流中。
  • 图 2。扩散器和喷嘴中空气的状态变化。来源:劳斯莱斯,喷气发动机。

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