導航:首頁 > 創造發明 > 渦輪風扇發動機誰f發明

渦輪風扇發動機誰f發明

發布時間:2021-07-31 18:38:09

⑴ 渦輪風扇發動機的誕生

在五十年代未、六十年代初,作為航空動力的渦噴發動機已經相當的成熟。當時的渦噴發動機的壓氣機總增壓比已經可以達到14左右,而渦輪前的最高溫度也已經達到了1000℃的水平。在這樣的條件下,渦噴發動機進行部分的能量輸出已經有了可能。而當時對發動機的推力要求又是那樣的迫切,人們很自然地想到了通過給渦噴發動機加裝風扇以提高迎風面積增大空氣流量,進而提高發動機的推力。
當時人們通過計算發現,以當時的渦噴發動機的技術水平,在渦噴發動機加裝了風扇變成了渦扇發動機之後,其技術性能將有很大的提高。當渦扇發動機的風扇空氣流量與核心發動機的空氣流量大至相當時(函道比1:1),發動機的地面起飛推力增大了百分之四十左右,而高空巡航時的耗油量卻下降了百分之十五,發動機的效率得到了極大的提高。
這樣一種有著渦噴發動機無法比及優點的新型航空動力理所當然地得到了西方各強國的極大重視。各國都投入了極大的人力、物力和熱情來研究試制渦扇發動機,在渦扇發動機最初研製的道路上英國人走在了美國人之前。英國的羅爾斯·羅伊斯公司從1948年就開始就投入了相當的精力來研製他們的「康維」渦扇發動機。1953年「康維」進行了第一次地面試車。又經過了六年的精雕細刻,直到1959年3月,「康維MK-508」才最終定型。這個經過十一年孕育的難產兒有著當時渦噴發動機難以望其項背的綜合性能。「康維」採用了雙轉子前風扇的總體結構,函道比為0.3,推重比為3.83,地面台架最大推力為7945公斤,高空巡航推力為2905公斤,最大推力時耗油量為0.735千克/小時/千克,壓氣機總增壓比為14,風扇總增壓比為1.90,而且英國人還在「康維」上首次採用了氣冷的渦輪葉片。當康維最終定型之後,英國人迫不及待地把它裝在了VC-10上!
美國人在渦扇發動機研發上比英國人慢了一拍,但是其技術起點非常之高。美國人並沒有走英國人從頭研製的老路。美國的普·惠公司利用自已在渦噴發動機上的豐富技術儲備,採用了已經非常成熟的J-57作為新渦扇發動的內涵核心發動機。J-57是美國人從1947年就開始設計的一種渦噴發動機,1949年完成設計,1953年正式投產。J57在投產階段共生產了21226台,是世界上產量最大的三種渦噴發動機之一,先後裝備了F-100、F-101、F-102、B-52等機種。J-57在技術上也有所突破,它是世界上第一台採用雙轉子結構的噴氣發動機,而由單轉子到雙轉子是噴氣發動機技術上的一大進步。不光是核心發動機,就連風扇普惠公司也都是採用的已經相當成熟的部件,已被撤消了型號的J91核動力噴氣發動機的長葉片被普惠公司拿來當作新渦扇的風扇。1960年七月,普惠公司的JT3D渦扇發動機誕生了。JT3D的最終定型時間比羅羅的康維只晚了幾個月,可是在性能上卻大大的提高。JT3D也是採用了雙軸前風扇的設計,地面台架最大推力8165公斤,高空巡航推力2038公斤,最大推力耗油0.535千克/小時/千克,推重比4.22,函道比1.37,壓氣機總增壓比13.55,風扇總增壓比1.74(以上數據為JT3D-3B型發動機的數據)。JT3D的用處很廣,波音707、DC-8用的都是JT3D。不光在民用,在軍用方面JT3D也大顯身手,B-52H、C-141A、E-3A用的都是JT-3D的軍用型TF-33。
現今世界三大航空動力巨子中的羅·羅、普·惠,都已先後推出了自已的第一代渦扇作品。而幾乎是在同一時刻,三巨頭中的另一個也推出了自已的第一代渦扇發動機。在羅·羅推出「康維」之後第八個月、普·惠推出JT-3D的前一個月,通用電氣公司也定型了自已的第一代渦扇發動機CJ805-23。CJ805-23的地面台架最大推力為7169公斤,推重比為4.15,函道比為1.5,壓氣機增壓比為13,風扇增壓比為1.6,最大推力耗油0.558千克/小時/千克。與普·惠一樣,通用電氣公司也是在現有的渦噴發動機的基礎之上研發自已的渦扇發動機,被用作新渦扇的內函核心發動機的是J79。J-79於1952年開始設計,於1956年投產,共生產了16500多台。它與J-57一樣也是有史以來產量最高的三種渦噴發動機之一。與J57的雙轉子結構不不同,J79是單轉子結構。在J-79上首次採用了壓氣機可調整流葉片和加力全程可調噴管,J-79也是首次可用於兩倍音速飛行的航空發動機。
通用電氣公司的CJ805-23渦扇發動機是渦扇發動機中一個絕對另類的產品,讓CJ805-23如此與眾不同的地方就在於它的風扇位置——它是唯一採用後風扇設計的渦扇發動機。
在五六十年代,人們在設計第一代渦扇發動機的時候遇到了很大的困難。首先是由於大直徑的風扇與相對小直徑的低壓壓氣機聯動以後,風扇葉片翼尖部分的線速度超過了音速。這個問題在當時很難解決,因為沒有可利用的公式來進行運算,人們只能用一次又一次的試驗來發現、解決問題;第二是由於在壓氣機之前多了風扇,使得壓氣機的工作被風扇所干擾;第三是細長的風扇葉片高速轉動所引起的振動。
而通用電氣公司的後風扇設計一下子完全避開了這三個最主要的困難。CJ805-23的後風扇實際上是一個雙節的葉片,葉片的下半部分是渦輪葉片,上半部分是風扇葉片。這樣的一個葉片就像渦軸發動的自由渦輪一樣被放在內函核心發動機的尾部。葉片與核心發動機的轉子沒有絲毫的機械聯系,這樣人們就可以隨心所欲地來設計風扇的轉速,而且葉片的後置也不會對壓氣機產生不良影響。但在迴避困難的同時也引發了新的問題。
首先是葉片的受熱不勻,CJ805-23的後風扇葉片的渦輪部分在工作時的最高溫度達到了560度,而風扇部分的最低溫度只有38度;其次,由於後風扇不像前風扇那樣工作在發動機的冷端,而是工作在發動機的熱端,這樣一來風扇的可靠性也隨之下降,而飛機對其動力的要求最重要的一條就是萬無一失。而且風扇後置的設計使得發動機由於形狀上的原因其飛行阻力也要大於風扇前置的發動機。
當「康維」、JT-3D、CJ805-23這些渦扇發動機紛紛定型下線的時候,人們也在不斷反思渦扇發動機的研製過程。人們發現,如果一台渦扇發動機如果真的像「康維」那樣從一張白紙上開始試制,則最少要用十年左右的時間新發動機才能定型投產。而如果像JT-3D或CJ805-23那樣,利用已有的一台渦噴發動機作為內函發動機來研製渦扇發動機的話,因為發動機在技術上最難解決的部分都已得到了解決,所以無論從時間上還是金錢、人力、物力上都要節省很多。在這樣的背景之下,為了縮短新渦扇的研製時間、減少開發費用,美國政府在還未對未來的航空動力有十分明確要求的情況下,從1959年起開始執行「先進渦輪燃氣發生器計劃」。這個計劃的目的就是要利用最新的科研成果來試制一種燃氣核心機,並進行地面試車,以暴露並解決各部分的問題。在這個燃氣核心機的基礎之上進行放大或縮小,再加裝其它的部件,如壓氣機、風扇等等,就可以組裝成不同類型的航空渦輪發動機。如渦扇、渦噴、渦軸、渦槳等等。「先進渦輪燃氣發生器計劃」實際上是一個有相當前瞻意味的預研工程。
用今天的眼光來看,這個工程的指導方向無疑是正確的。美國政府實際上是在激勵本國的兩大動力公司向航空動力系統中最難的部分開刀。因為在燃氣渦輪發動機中最最嚴重的技術難點,就產生在這個以燃氣發生器和燃氣渦輪為主體的燃氣核心機上。在每一台以高溫燃氣來驅動燃氣渦輪為動力的發動機上,由燃氣發生器和燃氣渦輪所組成的燃氣核心機的工作地點,將是這台發動機的最高溫度、最大壓力的所在地,所以其承受的應力也就最大,工作條件也最為苛刻。但燃氣核心機的困難不只是壓力和溫度,高轉數所帶來的巨大的離心力、飛機在加速時的巨大沖擊,如果是戰斗機還要考慮到當飛機進行機動時所產生的過載和因過載而引起的零部件變形。在為數眾多的困難中單拿出無論哪一個,都將是一個工程上的巨大難題。但如果這些問題未能解決,那麼更先進的噴氣發動機也就無從談起。
在這個計劃之下,普惠公司與通用電氣公司都很快推出了各自研發的燃氣核心機。普惠公司的核心機被稱作STF-200,而通用動力公司的燃氣核心機為GE-1。時至今日,美國人在四十年前發起的這場預研還在發揮著它的作用。現如今普惠公司和通用電氣公司出品的各式航空發動機,如果都求其根源的話,它們卻都是來自於STF-200與GE-1這兩個老祖宗。 渦輪風扇發動機要比渦輪噴氣發動機更省油,尤其是超過音速不太多時。所以民用噴氣飛機都是採用的渦輪風扇發動機。
中國民用分開排氣渦輪風扇發動機還未研製成功,軍用混合排氣渦輪風扇發動機中已成功批量生產的秦嶺發動機相當於英國60年代的SPEY,用於飛豹上。相當於蘇27上的AL31的太行前一段時間報道研製成功,但不知道是否投入批量生產。
提高渦輪風扇發動機推力的一個辦法就是提高發動機的空氣流量。

⑵ 渦輪發動機發明人是誰

英國人弗蘭克·惠特爾

⑶ 誰發明了蒸汽渦輪發動機

渦輪發動機是內燃機的一種。常用作飛機的發動機。 按照涵道比的不同,分為渦輪風扇發動機或渦輪噴氣發動機;另外還有渦輪旋槳發動機(或渦輪螺旋槳發動機、渦輪槳發動機等),以及類似但用於直升機上的渦輪軸發動機,以及由渦輪發動機衍生出來,用於車輛、船艦、發電等的燃氣渦輪引擎。 所有的渦輪發動機都具備壓縮機(Compressor)、燃燒室(Cumbustion)、渦輪機(Turbine,也就是渦輪發動機之名的來源)三大部份。壓縮機通常還分成低壓壓縮機(低壓段)和高壓壓縮機(高壓段),低壓段有時也兼具進氣風扇增加進氣量的作用,進入的氣流在壓縮機內被壓縮成高密度、高壓、低速的氣流,以增加發動機的效率。氣流進入燃燒室後,由供油噴嘴噴射出燃料,在燃燒室內與氣流混合並燃燒。燃燒後產生的高熱廢氣,接著會推動渦輪機使其旋轉,然後帶著剩餘的能量,經由噴嘴或排氣管排出,至於會有多少的能量被用來推動渦輪,則視渦輪發動機的種類與設計而定,渦輪機會和壓縮機一樣分成高壓段與低壓段。

⑷ 渦輪風扇發動機的渦扇發動機的由來

渦槳發動機的排氣速度太低推力有限,同時影響飛機提高飛行速度。因此必需提高噴氣發動機的效率。發動機的效率包括熱效率和推進效率(引擎排氣速度與飛行速度之比)兩個部分。提高燃氣在渦輪前的溫度和高壓壓氣機的增壓比(轉速),就可以提高熱效率。因為高溫、高密度的氣體包含的能量要大。但是,在飛行速度不變的前提下,提高渦輪前溫度,意味著提高渦輪葉片以及在同一根軸上的壓氣機的轉速,自然會使排氣速度加大。而流速快的氣體在排出時動能損失大。一般渦噴發動機的排氣速度大多超過音速,而飛機大多數時候是在亞音速飛行。因此,片面的加大熱功率,即加大渦輪前溫度,會導致推進效率的下降。要全面提高發動機效率,必需解決熱效率和推進效率這一對矛盾。渦輪風扇發動機的妙處,就在於既提高渦輪前溫度,又不增加排氣速度(通過增加低速的排氣流量,降低平均排氣速度)。渦扇發動機的結構,實際上就是渦輪噴氣發動機的後方再增加了1-2級低壓(低速)渦輪,這些渦輪帶動一定數量的風扇,繼續消耗掉一部分渦噴發動機(核心機)的燃氣排氣動能,從而進一步降低燃氣排出速度。風扇吸入的氣流一部分如普通噴氣發動機一樣,送進壓氣機(術語稱「內涵道」),另一部分則直接從渦噴發動機殼外圍向外排出(「外涵道」)。因此,渦扇發動機的燃氣能量被分派到了風扇和燃燒室分別產生的兩種排氣氣流上。這時,為提高熱效率而提高渦輪前溫度,可以通過適當的渦輪結構和增大風扇直徑,使更多的燃氣能量經低壓渦輪驅動風扇傳遞到外涵道氣流,從而避免大幅增加排氣速度。這樣,熱效率和推進效率取得了平衡,發動機的效率得到極大提高。效率高就意味著油耗低,飛機航程變得更遠。但是大風扇直徑增加了發動機的迎風面積,所以涵道比大於0.3以上的渦扇發動機 不適合超音速巡航飛行。雖然渦扇發動機降低了排氣速度,但並未降低推力,因為降低排氣速度的同時增加了(外涵)排氣流量。從涵道比的角度看,渦扇發動機是渦噴發動機和渦槳發動機的折中。

⑸ 噴氣發動機是誰發明的

惠特爾。英國發明家惠特爾,發明了飛機噴氣發動機。噴氣式發動機的產生,給世界航空工業帶來了一場革命。由於它採用了全新的工作原理,

1907年6月1日,惠特爾出生於英格蘭南部的考文垂。在第一次世界大戰中,童年的惠特爾親眼看到戰斗飛機的空中格鬥,從而對空戰產生了濃厚興趣。16歲時,惠特爾考入英國皇家空軍見習學校,畢業後到克蘭威爾的皇家空軍學院學習。

在校期間,他就發現驅動螺旋槳的活塞式發動機滿足不了飛機高空高速飛行的需要,並在畢業論文中提出了新型推進系統渦輪噴氣發動機的工作原理:先將空氣吸人,再經過雙面離心壓氣機壓縮,然後在單管燃燒室內噴油燃燒;燃燒後的高壓燃氣驅動渦輪帶動壓氣機,同時高速從尾噴管噴 出,從而產生推力推進飛機。他推導出了發動機熱力學的基本方程,並且提出飛機的巡航高度可以達到35000米。

噴氣發動機(Jet engine)是一種通過加速和排出的高速流體做功的熱機或電機。它既可以輸出推力,也可以輸出軸功率。大部分噴氣發動機都是依靠牛頓第三定律工作的內燃機,但也有一些例外。常見的噴氣發動機有渦輪風扇發動機、渦輪噴氣發動機、火箭發動機、沖壓發動機、脈沖壓式噴氣發動機等。

(5)渦輪風扇發動機誰f發明擴展閱讀:

噴氣發動機應用

噴氣發動機可以應用在任何航空航天器上,吸入式發動機可以用在飛機、巡航導彈和空天飛機上。此外還可以用在氣墊船和地效飛行器上。火箭發動機則用於煙花、運載火箭、軍用火箭、各種導彈和飛船上。

有時噴氣發動機也會用在特製的汽車上,這些用於競賽的汽車可以擁有極高的速度,有的甚至可以超過音速。一些愛好者也會把噴氣發動機安裝在家用汽車、滑板、甚至自行車上。美國曾經研製過在北極使用的噴氣式雪橇。有些噴氣發動機會被改裝成燃氣輪機,用做發電、取暖之用。改造後的發動機大多使用天然氣。

⑹ 請問渦輪風扇發動機是哪國發明的

德國戴姆勒賓士公司在1943年試驗了世界上第一台渦輪風扇發動機 型號為DB670 試車時間是43年4月1日

⑺ 渦輪增壓發動機是誰發明的

渦輪增壓是歐洲申寶汽車發明的,所以在歐洲的民用車裡面流傳比較廣,比如大眾,就十分內青睞渦輪增壓的發動機,容我們所說的寶來1.8T,A61.8T等等,都是採用了渦輪增壓的發動機,不過,總體來說歐系車增壓值都是很小的,比如說1.8增壓之後可以達到2.1,2.2那樣子,渦輪小,增壓值低,為的就是民用車的舒適

⑻ 是誰發明了飛機上渦輪發動機

其實渦輪發動機不是一個人發明的,而是三個不同國家的人不約而同分別獨立發明的,他們分別是德國的奧海因,英國的惠特爾和美國的普賴斯,按時間順序:
1.1935年,惠特爾,WU發動機,離心式壓氣機,直徑480mm,轉速17750r/m,推力5.34kN
2.1937年,奧海因,Hes 1發動機,離心式壓氣機,直徑305mm,轉速10000r/m,推力2.65kN
3.1939年,由洛克希德購買普賴斯專利於並於1941年完成結構設計,L-1000發動機,軸流式壓縮機,環形燃燒室,兩級渦輪,推力24.9kN,是三種渦噴鼻祖中最先進的!他們三人都各自申請了專利!

⑼ F119渦輪風扇發動機的研製情況

1983年9月,美國空軍同時授予普·惠公司和通用電氣公司金額各為2億美元,為期50個月的驗證機合同。普·惠公司的PW5000是一種強調應用成熟技術的常規設計;而通用電氣公司的GE37則是一種新穎的變循環發動機,其涵道比可在0~0.25之間變化。後來,這兩種驗證機分別編號為YF119和YF120,並於1986年10月和1987年5月開始地面試驗。經過廣泛的地面試驗和安裝在YF-22和YF-23上的初步飛行試驗後,1991年4月,F-22/F119組合被選中。據美軍方有關人士談到選擇F119的原因時說,F120技術復雜,尚未經實際驗證,因而研製風險較大,而且變循環設計也增加了結構和控制系統的復雜性和重量,因而維修比較困難,壽命期費用較高。在選擇時,風險和費用是主要考慮,技術先進性沒有起到關鍵作用。在此之前,F119已積累3000多地面試驗小時,其中1500h帶二元矢量噴管試驗。
在F119上採用的新技術主要有:三維粘性葉輪機設計方法、整體葉盤結構、高紊流度強旋流主燃燒室頭部、浮壁燃燒室結構、高低壓渦輪轉向相反、整體式加力燃燒室設計、二元矢量噴管和第三代雙余度FADEC。此外,還採用了耐溫1070~1100℃的第三代單晶渦輪葉片材料、雙性能熱處理渦輪盤、阻燃鈦合金Alloy C、高溫樹脂基材料外涵機匣以及用陶瓷基復合材料或碳-碳材料的一些靜止結構。在研製中,注意了性能與可靠性、耐久性和維修性之間的恰當平衡。與F100-PW-220相比,F119的外場可更換件拆卸率、返修率、提前換發率、維修工時、平均維修間隔時間和空中停車率分別改進50%、74%、33%、63%、62%和29%。新的四階段研製程序和綜合產品研製方法保證發動機研製結束時即具有良好的可靠性、耐久性和維修性並能順利轉入批量生產。在研製中,為滿足提高推力的要求而增大風扇直徑,還遇到了風扇效率低、耗油率高和低壓渦輪應力大的問題。預計,1994年中開始初步飛行試驗,此時F119將再積累3000地面試驗小時。1997年交付第1台生產型發動機,裝F119的F-22戰斗機將於2002年具備初步作戰能力。

⑽ 請問世界上最早的渦輪螺旋槳是哪國發明的

1942年,英國開始研製世界上第一台渦槳發動機曼巴。該機裝在海軍"塘鵝"艦載反潛飛機上。以後,英國、美國和前蘇聯陸續研製出多種渦槳發動機,如達特、T56、AI-20和AI-24。這些渦槳發動機的耗油率低,起飛推力大,裝備了一些重要的運輸機和轟炸機。美國在1956年服役的渦槳發動機 T56/501,裝於C-130運輸機、P3-C偵察機和E-2C預警機。它的功率范圍為2580~4414 kW ,有多個軍民用系列,已生產了17000多台,出口到50多個國家和地區,是世界上生產數量最多的渦槳發動機之一,至今還在生產。前蘇聯的HK-12M的最達功率達11000kW,用於圖-20"熊"式轟炸機、安-22軍用運輸機和圖-114民用運輸機。終因螺旋槳在吸收功率、尺寸和飛行速度方面的限制,在大型飛機上渦輪螺旋槳發動機逐步被渦輪風扇發動機所取代,但在中小型運輸機和通用飛機上仍有一席之地。其中加拿大普·惠公司的PT6A發動機是典型代表,40年來,這個功率范圍為350~1100kW的發動機系列已發展出30多個改型,用於144個國家的近百種飛機,共生產了30000多台。美國在 90年代在T56和T406的基礎上研製出新一代高速支線飛機用的AE2100是當前最先進的渦槳發動機,功率范圍為2983~5966 kW,其起飛耗油率特低,為0.249 kg/(kW·h)。

閱讀全文

與渦輪風扇發動機誰f發明相關的資料

熱點內容
京韻花園糾紛 瀏覽:895
衛生服務站公共衛生考核方案 瀏覽:62
快遞時效投訴 瀏覽:782
世紀創造絕緣有限公司 瀏覽:600
聚投訴珍愛網 瀏覽:47
公共衛生服務協議書2017 瀏覽:805
改革工作成果匯報 瀏覽:49
醫療糾紛管理倫理的主要要求不包括 瀏覽:959
工業光魔創造不可能720p 瀏覽:243
君主立憲制是法國大革命的成果 瀏覽:13
王成果青島科技大學 瀏覽:519
護理品管圈成果匯報書 瀏覽:875
使用權獲取途徑 瀏覽:759
怎麼投訴奧迪4s店 瀏覽:31
美術教師校本研修成果 瀏覽:740
股權轉讓合同模板 瀏覽:638
知識產權部門重點的工作計劃範文 瀏覽:826
用地批准書能證明土地的使用權權嗎 瀏覽:829
拓荒者知識產權 瀏覽:774
商標侵權事宜處理委託書 瀏覽:168