Bjorn 的角落:新引擎开发。第 15 部分。压缩机效率。

2024 年 7 月 12 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。要...阅读更多帖子 Bjorn’s Corner:新发动机开发。第 15 部分。压缩机效率。首先出现在 Leeham News and Analysis 上。

来源:Leeham News and Analysis

作者:Bjorn Fehrm

2024 年 7 月 12 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 7 月 12 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。

上周我们介绍了压缩机的问题领域。现在,我们将讨论现代压缩机如何实现从涡轮动力到空气压缩的 90% 以上的转换效率。

图 1。燃气轮机循环及其部件。来源:劳斯莱斯:喷气发动机。

压缩机和涡轮效率的重要性
压缩机和涡轮效率的重要性

我们上周写道,现代喷气发动机在巡航时的压缩机压力比(单通道发动机)约为 40:1,宽体发动机为 50:1。在起飞和爬升时,发动机旋转得更快以产生更大的推力,我们的压力比为 45 到 60。

更高的压力比可提高发动机的效率。但是,除非发动机压缩机和驱动压缩机的涡轮具有较高的功传递效率,否则我们无法提高燃气涡轮的压力比。

原因是,如果您需要使用大量燃烧气体能量来驱动驱动低效压缩机的低效涡轮,那么您会损失更多能量,从而提高压力比,而不是通过高压比获得收益。

因此,如果当今压缩机和涡轮机的效率未达到或超过 90%,则当今的高压比发动机将不复存在。

高效压缩机
高效压缩机

实现这些高压比的关键发展是 3D 气流软件程序为压缩机的复杂空气动力学提供的空气动力学分析。

压缩机转速
压缩机转速
压缩机图
压缩机图 这是压缩机的失速线。