喷气发动机基础知识 喷气发动机是一种燃气涡轮机,其基本工作循环为:进气、压缩、燃烧、膨胀和排气。空气通过进气口进入压缩机部分,该部分由一系列风扇叶片或“级”组成。第一级从发动机前部可见,直径最大,叶片也最大。每个后续级的叶片直径更小,叶片更薄,螺距不断增加。每个级的压缩都会提高空气的温度和压力。高压热空气进入燃烧室,燃料在此添加。发动机启动时,点火器点燃燃料空气混合物,之后火势会自行持续。迅速膨胀的空气流向涡轮部分,涡轮部分与压缩机部分一样,由一系列风扇叶片级组成。涡轮部分从气流中提取一部分可用能量来转动轴,从而驱动压缩机。剩余的能量导致尾管喷嘴中的空气快速膨胀,将气体加速到高速并产生推力。[图 16-1]
LM2500 船用燃气轮机及其相关工程控制系统为海军的水面战舰提供主要推进力,包括 FFG 7 OLIVER HAZARD PERRY 级、CG 47 TICONDEROGA 级、DDG 51 ARLEIGH BURKE 级和 LCS 级。LM2500 由两个主要子组件组成:燃气发生器和动力涡轮部分。它通过高速联轴器与船舶传动系统相连。LM2500+ 船用燃气轮机及其相关工程控制系统为海军的两栖攻击舰提供主要推进力,包括 LHD-8 MAKIN ISLAND、LHA-6 和 LHA-7。LM2500+ 由两个主要子组件组成:燃气发生器和动力涡轮部分。它通过高速联轴器与船舶传动系统相连。两个发动机的控制系统均可提供本地和远程发动机操作。预算资金用于以下项目:
要启动燃气涡轮发动机,压缩机部分通常由电动启动器旋转。随着压缩机每分钟转数 (rpm) 的增加,流过入口的空气被压缩到高压,输送到燃烧部分并点燃。在燃气涡轮发动机中,并非所有压缩空气都用于支持燃烧。部分压缩空气绕过发动机内的燃烧器部分以提供内部冷却。燃烧室内的燃料/空气混合物在连续燃烧过程中燃烧并产生非常高的温度,通常约为 4,000° 华氏度 (F)。当这种热空气与旁路空气混合时,混合空气的质量温度会降至 1,600 – 2,400 °F。热空气和气体的混合物膨胀并穿过涡轮叶片,迫使涡轮部分旋转。涡轮通过直轴、同心轴或两者的组合来驱动压缩机部分。在为涡轮部分提供动力后,燃烧气体和旁路空气通过排气管从发动机中流出。一旦燃烧器部分的热气通过涡轮机提供足够的动力来维持发动机运转,启动器就会断电,启动序列结束。燃烧持续进行,直到切断燃料供应,发动机停止运转。
风扇将大量空气加速到相对较低的速度。这部分空气流的一部分直接进入旁通管道。这是旁通气流“二次流”。另一部分(“一次流”)的压力在进入燃烧室之前通过 HP 压缩机增加。在燃烧室中,燃料/空气混合物点燃并通过涡轮部分膨胀。HP 涡轮提取能量以通过锥齿轮驱动 HP 压缩机和附件变速箱。LP 涡轮提取能量以驱动风扇。一次流继续通过排气混合器加速并与二次流混合。然后,气流通过喷嘴喷出。发动机推力是根据指令的 N1(LP 轴速度)实现的。