9涡桨发动机
第三章 燃气轮机的主要性能指标
小结
混排涡扇发动机推进效率的表达 与涡喷发动机相同。 忽略尾喷管产生的少量推力，涡 轮螺旋桨发动机的推进效率等于 螺旋桨效率。 低速飞行条件下（M<0.5），涡轮 螺旋桨发动机具有较高的推进效 率。 有效循环功相同的条件下，参与 推进的气流质量流量越大，推进 效率越高。 亚声速飞行条件下，随涵道比的 增加，涡扇发动机的推进效率提 高。
f (λ ) = p + ρv 2 / pt
(
)
在发动机净推力表达式中引入气体 冲量函数，可以得到净推力的表达：
⎡p ⎤ FN = A9 p 0 ⎢ t 9 f (λ9 ) − 1⎥ − W0 v0 ⎣ p0 ⎦
单位推力的单位是N/(kg/s)，量纲与速 度相同。 完全膨胀条件下，单位推力等于排气速 度与飞行速度之差。 相同推力级的发动机，单位推力高，则 空气流量小，发动机的尺寸和重量小。 单位推力与有效循环功的关系为：
迎面推力 ( frontal area thrust ) 迎风面积 ( frontal area )
发动机推力与发动机迎风面积之比 称为迎面推力，即：
Fa = FN Am
发动机迎风面积指发动机最大直径 处的截面面积。 发动机迎风面积直接影响到飞行器 的阻力特性和隐身性能。
GE 公司生产的发动机的推重比发展趋势
安装阻力主要包括进气道附加阻力x部阻力xext第二节涡喷发动机的推进效率循环热效率循环加热量有效循环功推进效率有效循环功推进功推进效率定义为推进功与有效循环功之比其物理意义在于评价发动机有效功转化为推进器推进功的程度
第三章 燃气轮机的主要性能指标
第一节 涡喷发动机的推力 总推力 ( gross thrust )
冲压阻力 W0v0 压力推力 (P9-P0)A9 动量推力 W9v9
国外涡桨发动机控制技术的发展
国外涡桨发动机控制技术的发展陈怀荣;王曦【摘要】Development situation of turboprop engine in western countries was overviewed, and several key technologies related with the control system of turboprop engine were analyzed, including working parameters, features, performance, propeller model, design method of control system, fault diagnosis technology of different types of turboprop engines and so on. The adaptive fuel control logic and implementation method of the hydro-mechanical control system of Garret early YT76 single spool turboprop engine were mainly analyzed. In addition, the development process of Pratt&Whitney Canada three-spool turboprop engine from the first generation of supervisory digital electronic control with mechanical back up system of PW120 engine to the dual channel full authority digital eletronic control system of PW150 engine was selective analyzed. These efforts are intended to provide a clear idea for the technological development of domestic turboprop engine control system.%概述了国外涡桨发动机的发展状况，分析了涡桨发动机控制系统相关的若干关键技术，包括不同类别涡桨发动机的工作参数、特点、性能、螺旋桨模型、控制系统设计方法、故障诊断技术等。
中国涡扇系列-涡扇 -9 ( WS-9 )
中国涡扇系列-涡扇 -9 （ WS-9 ）资料来源：西北工业大学涡扇 -9 （ WS-9 ）：用途军用涡扇发动机类型涡轮风扇发动机国家中国厂商西安航空发动机公司生产现状用英国毛料试制成功，现进行部分国产化生产装机对象歼击轰炸机概述：涡扇 9 发动机是我国 70 年代中期根据从英国罗尔斯·罗伊斯公司购买的“斯贝”MK202 型涡扇发动机的生产许可证生产的一种中等推力发动机，也是我国第一种从西方国家以许可证方式引进的发动机，提高了我国航空发动机的研制水平。
“秦岭”发动机( 涡扇 -9)是英国斯贝 MK202 发动机的国产型。
MK202 曾是英国皇家空军 F-4 “鬼怪”式战斗机的标准发动机“斯贝”MK202 型是英国在 60 年代中期研制的一种性能较为先进的涡扇发动机，长 5025 毫米，直径 1093 毫米，重 1850 千克，最大推力 54.5 千牛，加力推力 91.1 千牛，推重比 5.05 ，最大军用耗油率 0.684 千克 / 牛·小时，最大加力耗油率 2.0 千克/牛·小时，涵道比 0.62 ，与当时国内的涡喷发动机相比，具有推力大、耗油低、可维护性好、使用寿命长的特点。
历史：70 年代，我国航空发动机工业受到“文化大革命”的影响，这个时期所生产的航空发动机的质量明显下降，性能上与当时的国际先进水平相比存在着很大差距。
对这种不利的状况，周恩来总理在 11 月份召开的航空产品质量座谈会上语重心长地指出，“飞机的关键在发动机，发动机是心脏，心脏不好，问题不解决，何以打仗”。
周总理的话一针见血。
会后，全国包括航空发动机厂在内的航空制造单位开始了全面的质量整顿，以保证现阶段研制生产的航空产品的质量要求，并考虑从国外引进先进技术的问题。
从当时的国际环境看，要从国外航空发达国家引进先进发动机是有很大困难的，直接引进较先进的军用航空发动机的可能性较小。
1972 年，我国开始与英国接触，讨论引进其“斯贝”MK511 型民用涡扇发动机的可能，并考虑引进后再在其基础上发展出自己的军用型涡扇发动机。
涡扇9的特征
涡扇9的特征
涡扇9型涡轮风扇发动机是中国自主研制的一种先进的涡扇发动机，具有多种显著特征。
首先，涡扇9型涡轮风扇发动机采用了先进的材料和制造技术。
它采用了高强度合金材料，具有较高的耐高温性能和耐腐蚀性能，保证了发动机在各种极端环境下的稳定运行。
此外，涡扇9还采用了先进的数字化加工设备和精密的制造工艺，确保了发动机的高精度和高质量。
其次，涡扇9型涡轮风扇发动机具有较高的推力和效率。
它采用了先进的涡轮设计和空气动力学技术，使得发动机在较低的耗油率下产生较高的推力。
这种高效的设计使得涡扇9在执行多种任务时具有出色的性能，如空中优势作战、对地攻击等。
此外，涡扇9型涡轮风扇发动机还具有较高的可靠性和维护性。
它采用了模块化设计，使得维护和修理变得更加方便快捷。
同时，涡扇9还具有较高的可靠性，能够在各种恶劣条件下稳定运行，提高了飞机的出勤率和作战效能。
最后，涡扇9型涡轮风扇发动机还具有广泛的应用前景。
它不仅可以用于多种固定翼飞机和直升机，还可以用于一些无人机和导弹系统。
这种广泛的应用前景使得涡扇9在未来航空领域具有较大的发展潜力。
总之，涡扇9型涡轮风扇发动机是中国自主研制的一种先进的涡扇发动机，具有材料先进、推力大、效率高、可靠性和维护性好等显著特征，具有广泛的应用前景。
涡扇9的特征
涡扇9的特征涡扇9（GE9X）是由通用电气（General Electric）公司开发的一款大型涡扇发动机，用于推动大型客机如波音777X系列飞机。
作为世界上最大、推力最大的商用航空发动机之一，涡扇9具有一系列卓越的特征和创新技术，为飞机提供了卓越的性能和效率。
首先，涡扇9具有出色的推力和动力性能。
它的推力可达100,000磅，比其前任发动机波音GE90-115B提高了10%。
这使得涡扇9能够满足更大、更重的飞机的需求，并提供更高的速度和载重能力。
同时，涡扇9采用了先进的设计和材料，使其具有较低的燃油消耗和噪声水平，提供更高的经济性和舒适性。
其次，涡扇9采用了先进的技术和创新的设计，使其具有更高的效率和可靠性。
例如，涡扇9采用了新型的高压比压缩机，以提高压缩机的效能和功率输出。
它还采用了先进的低排放燃烧系统，以减少对环境的影响。
此外，涡扇9还具有自动监测和故障诊断功能，可以实时监测发动机的性能和状态，提高维修和保养效率，并确保飞机的安全性。
涡扇9还具有出色的耐用性和适应性。
它采用了先进的材料和制造工艺，使其能够经受长时间和高强度的使用。
此外，涡扇9还具有可调桨叶设计，可以根据飞机的需求和飞行阶段进行优化调整，提供最佳的性能和效率。
除了以上特点外，涡扇9还具有许多其他创新和技术特性。
例如，它采用了全数字化的控制系统，具有更高的精度和响应速度，提高发动机的操控和性能。
涡扇9还采用了先进的涡轮增压器和冷却系统，以提高发动机的功率输出和效率。
此外，涡扇9还具有更好的热防护和风雪保护能力，可以在极端的气候条件下运行。
总的来说，涡扇9是一款具有卓越性能和效率的大型涡扇发动机。
它的推力大、动力强，具有出色的耐用性和适应性。
通过先进的设计和创新技术，涡扇9实现了较低的燃油消耗、噪声和排放，提高了经济性和环保性。
涡扇9的出现为大型客机提供了更高的性能和效率，同时也促进了航空工业的发展和进步。
涡喷、涡扇、涡桨、涡轴傻傻分不清？今天我们就来讲讲清楚
涡喷、涡扇、涡桨、涡轴傻傻分不清？今天我们就来讲讲清楚提及航空发动机，其种类之多让我们眼花缭乱，⽽涡喷、涡扇、涡桨、涡轴这四⼤类航空发动机出现频率是最⾼的，但是有多少⼈清楚的知道他们之间的区别、优劣以及性能呢？你真的能分清它们吗？今天，就让我来为⼤家简单介绍⼀下。
涡轮喷⽓发动机涡喷发动机通常⽤于⾼速飞机，其完全依赖燃⽓流产⽣推⼒，它主要有两种类型，分别是离⼼式（离⼼式由英国⼈弗兰克·惠特尔爵⼠于1930年发明，但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第⼀次上天，也没有参加第⼆次世界⼤战）和轴流式（诞⽣在德国，世界上第⼀款喷⽓式发动机——Me-262就是采⽤轴流式涡喷发动机作为动⼒）。
涡喷发动机⼤体由进⽓道、压⽓机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，飞机飞⾏时空⽓先进⼊进⽓道，通过管道调整使⽓流达到合适的速度，之后压⽓机对⽓流加压加热（在亚⾳速时，压⽓机是⽓流增压的主要部件），流⼊燃烧室后形成⾼温⾼压燃⽓，在涡轮内经过燃烧后的⽓流能量⼤⼤增加，由于涡轮内的膨胀⽐远⼤于压⽓机中的压缩包，因此涡轮出⼝处的⽓流压⼒和温度要⽐进⽓⼝处⾼很多，这部分⾼温⾼压⽓流在尾喷管内继续膨胀，随后⾼速沿发动机轴向从喷⼝向后排出，就是这部分⽓流使涡喷发动机产⽣了推⼒。
理论上来说，⽓流从燃烧室中出来后，温度越⾼能量就越⼤，发动机所获得的推⼒也就越⼤，但是由于涡轮材料的限制，推⼒最多只能达到1650KN左右，⽽要想在短时间内增加推⼒，现代的普遍做法是在涡轮后再加上⼀个加⼒燃烧室，在其中喷⼊燃油让未充分燃烧的燃⽓与喷⼊的燃油混合再次燃烧，由于加⼒燃烧室内⽆旋转部件，温度可达2000℃，能使发动机的推⼒增加⾄原来的1.5倍左右。
但是其缺点就是会使油耗急剧加⼤，同时过⾼的温度也会影响发动机的寿命。
▲前苏联的传奇战⽃机⽶格-25⾼空超⾳速战机即采⽤留⾥卡设计局的涡喷发动机作为动⼒，曾经创下3.3马赫的战⽃机速度纪录与37250⽶的升限纪录。
涡扇发动机——精选推荐
涡轮风扇发动机科技名词定义中文名称涡轮风扇发动机英文名称turbofan engine其他名称内外涵发动机定义由在压气机前安装的一级或多级风扇形成的外涵气流与内涵喷管排出的或内外涵气流掺混后排出的燃气共同产生推力的燃气涡轮发动机。
应用学科航空科技一级学科推进技术与航空动力装置二级学科本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片涡轮风扇发动机涡扇发动机全称为涡轮风扇发动机Turbofan是飞机发动机的一种由涡轮喷气发动机Turbojet发展而成。
与涡轮喷气比较主要特点是首级压缩机的面积大很多同时被用作为空气螺旋桨?冉 糠治 氲目掌 ü 缟湟 娴耐馕 蚝笸啤７⒍ 诵牟糠挚掌 牟糠殖莆 诤 澜鲇蟹缟瓤掌 暮诵幕 獠嗖糠殖莆 夂 馈Ｎ猩纫 孀钍屎戏尚兴俣?00至1000公里时使用因此现在多数的飞机引擎都采用涡扇作为动力来源。
目录概述原理旁通比涵道比结点诞生研发首例效能分类涡喷发动机涡轮风扇发动机研制单转子和多转子风扇压气机燃烧室与涡轮喷管与加力概述原理旁通比涵道比结点诞生研发首例效能分类涡喷发动机涡轮风扇发动机研制单转子和多转子风扇压气机燃烧室与涡轮喷管与加力展开编辑本段概述涡桨发动机的推力有限同时影响飞机提高飞行速度。
因此必需提高喷气发动机的效率。
发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。
提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比就可以提高热效率。
因为高温、高密度的气体包含的能量要大。
但是在飞行速度不变的条件下提高涡轮前温度自然会使排气速度加大。
而流速快的气体在排出时动能损失大。
因此片面的加大热功率即加大涡轮前温度会导致推进效率的下降。
要全面提高发动机效率必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。
涡桨发动机17张涡轮风扇发动机的妙处就在于既提高涡轮前温度又不增加排气速度。
涡扇发动机的结构实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮这些涡轮带动一定数量的风扇。
风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样送进压气机术语称“内涵道”另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出“外涵道”。
全面介绍涡扇9
全面介绍涡扇9“秦岭”涡扇发动机的最新性能以及MK205,Mk807，Mk821和TF-41发动机中国航空发动机‐WS9牌 号 涡扇9用 途 军用涡扇发动机类 型 涡轮风扇发动机国 家 中国厂 商 西安航空发动机公司生产现状 现进行全国产化的批生产装机对象 歼击轰炸机研制情况涡扇9双转子加力式涡轮风扇发动机是西安航空发动机公司根据1975年12月13日中国技术进口总公司与英国罗尔斯∙罗伊斯公司签订的斯贝MK202发动机专利许可权和生产合同制造的。
中国代号为WS9。
英国MK202发动机装用于英国“鬼怪”(Phantom 2)F‐4K和F‐4M上，中国的WS9发动机原拟装用于中国的歼击机或歼轰机上。
1976年3月开始试制，1979年7月25日第一台使用英国毛料制造的零组件并用罗尔斯∙罗伊斯公司的外购件和附件的涡扇9发动机完成装配，同年11月 13日完成150h持久试车。
首批共制造4台。
按计划，当时应该接着进行国产毛料试制，但由于当时国民经济调整，使涡扇9国产化进度拖后，1983年才取得初步进展。
压缩机叶片的铸造技术到1988年才得以突破。
90年代初期，随着飞豹研制工作的展开，涡扇9的全面国产化工作也提到议事日程上来，95 年11月，部分国产化的涡扇9通过150小时试车，此时涡扇9的国产化率已达到70％，仍有部分零件不能生产。
1999 年下半年，涡扇9发动机全面国产化工作启动，西安航空发动机厂先后攻克无余量精锻(精铸)工艺，数字式电子控制系统等 一系列难关，西航集团公司仅用了20 天时间就完成了发动机的装配，在成功进行了两次冷运转后，于2000年底一次点火成功，随即开始的150小时工艺试车于2001年圆满结束，试车检验结果 表明各项性能技术指标均达到要求，涡扇9被重新命名为秦岭发动机，2002年6月1日上午，凝聚着西航航空人无数心血和汗水的秦岭发动机首飞成功。
在2003年7月17日，国产化涡扇9终于通过国产化工程技术鉴定，获准投入批量生产。
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涡桨发动机工作特性
涡桨发动机控制
燃油控制：
涡桨或涡轴发动机的燃油控制器接受驾驶员 的功率要求信号，控制器考虑一些变量和调 节燃油流量提供要求的功率而且不超出发动 机转速和涡轮进口温度限制。 涡桨或涡轴发动机的控制系统还有附加的任 务，它必需控制螺旋桨的转速或自由涡轮的 转速，它也控制螺旋桨的桨叶角。
目前使用的涡桨发动机有三种形式：
单轴的——压气机和螺旋桨用一个轴带动； 双轴的——一个涡轮轴带动部分级压气机，第二 个涡轮轴带动其余级的压气机和螺旋桨； 第3种是一个涡轮带动压气机，另一个涡轮带动 螺旋桨。采用两个单独的涡轮会使发动机构造复 杂，但可分别调整压气机和螺旋桨的转速。
目前使用的涡桨发动机有三个杆：
第九章
涡轮螺旋桨发动机
1 工作原理和结构特点 2 主要性能参数 3 涡桨发动机工作特性
涡轮螺旋桨发动机
由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成,在它们之间还安
排了一个减速器 涡轮螺旋桨发动机的工作原理
螺旋桨产生拉力 气体流过发动机时产生反作用推力
在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率, 所以
很多涡桨发动机是自由涡轮式。 在这一类发动机，基本发动机主要地作为燃气发生器
起作用，完成驱动在发动机排气流中自由旋转的涡轮。 自由涡轮通过减速器转动螺旋桨。 PT6是由功率控制杆和螺旋桨控制杆分别操纵的发动机 和螺旋桨控制系统控制的。 第3个杆，称为启动控制杆用于在慢车选择高低转速范
式中的 N B (KW)和 F0 (KN)是在V＝0时测得的螺旋桨轴
功率和反作用推力。
当量轴功率、当量燃油消耗率
产生单位当量功率一个小时所消耗的燃
油质量称为当量燃油消耗率。
Ce 3600G f Ga Le Gf 1 3600 Ga Le
涡桨发动机特性
涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油 消耗率随发动机转速，飞行高度和飞行速 度的变化规律称为涡桨发动机特性。
围和切断燃油供给使发动机停车。
自由涡轮涡桨发动机的另一种结构形式是空气和 燃气流动方向从后向前，这样的结构提供给设计 大的灵活性。发动机有两个独立对转的涡轮。一 个涡轮驱动压气机，另一个通过减速器驱动螺旋 桨。基本发动机的压气机包括3级轴流式压气机同 1级离心式压气机，安装在同一个轴上。
涡桨发动机的优点：
它在低亚音速飞行时的经济性较好 适用于低空低速的运输机和民航机
工作原理和结构特点
当从涡喷发动机基本部分（常常称为燃气发生器） 的排气用于旋转附加的涡轮通过减速器驱动螺旋 桨，这就是涡桨发动机 直接传动涡轮螺桨发动机：附加功率直接从压气 机传动轴驱动螺旋桨减速器产生。 自由涡轮带动：在现代涡轮螺桨发动机中更多的 有自由涡轮，它独立于驱动压气机的涡轮，在发 动机排气流中自由转动。自由涡轮轴通过减速器 驱动螺旋桨。
PT6是由功率 控制杆和螺旋 桨控制杆分别 操纵的发动机 和螺旋桨控制 系统控制的。 第3个杆，称 为启动控制杆 用于在慢车选 择高低转速范 围和切断燃油 供给使发动机 停车
涡桨发动机的螺Байду номын сангаас桨多是恒速螺旋桨。
保持螺旋桨恒速是由螺旋桨调速器实现的，它
感受螺旋桨或自由涡轮转速，通过改变螺旋桨 的桨叶角，即变大距，变小距，改变负荷保持 螺旋桨恒速。 涡桨发动机燃油控制器中有最大转速限制器， 排气温度限制器以及扭矩限制器
平衡条件为：NT=NK+NB
当量轴功率、当量燃油消耗率
螺旋桨的功率称为轴功率与喷气推力产生的
推进功率折和为由螺旋桨产生的功率之和。
NE NB FC0
B
涡桨发动机在台架上(V＝０)工作时, 由于螺旋桨的
效率＝0, 当量功率采用下述经验公式进行计算
N E N B 68.2F0
涡桨发动机特性分为 转速特性 高度特性 速度特性
转速特性：保持飞行高度和飞行速度不变的情况 下，涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油消 耗率随发动机转速的变化规律称为涡桨发动机的 转速特性。 高度特性：保持发动机转速和飞行速度不变的情 况下，涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油 消耗率随飞行高度的变化规律称为涡桨发动机的 高度特性。 速度特性:保持发动机转速和飞行高度不变的情况 下，涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油消 耗率随飞行速度的变化规律称为涡桨发动机的速 度特性。
来转动螺旋桨和传动附件。 涡桨发动机的拉力绝大部分由螺旋桨产生，而只 有10~15%由喷气产生。 为了降低燃油消耗率常采用增压比较高的压气机。
涡桨发动机的工作特点：
推力是由在前面的螺旋桨和在后面的喷管组合 作用产生的。 涡桨发动机的涡轮设计成从膨胀的燃气中吸收 大量的能量不仅提供满足压气机和其他附件需 要的功率，而且输出最大可能的扭矩到螺旋桨 轴。
涡轮螺桨发动机组合了涡轮喷气发动机的优点 同螺旋桨的推进效率。 涡轮喷气发动机通过迅速加速相对小的空气质 量产生它的推力， 涡轮螺桨对相对大的空气质量施加较少的加速 产生拉力。
涡桨发动机的工作特点：
涡轮螺桨发动机其涡轮既带动压气机也带动 螺旋桨。
约2/3的涡轮功率用来转动压气机，其余的1/3用