航空發動機里,風扇和螺旋槳是如何定義的呢?
01-11
有的渦扇發動機把低壓壓氣機稱風扇, F35把產生垂直升力的稱為升力風扇, 有的稱為螺旋槳,在開式轉子發動機和槳扇發動機上稱為風扇, 在直升機的尾部也有一個風扇(也稱為螺旋槳風扇),還有涵道風扇螺旋槳。到底什麼情況下稱為風扇,什麼情況下稱為風扇或者螺旋槳?
一般來講螺旋槳稠度低(通俗的說是葉片少),沒有涵道,且是推力的主要來源,一般不承擔增壓任務;而風扇稠度高,有涵道,雖然壓比一般較低,但主要功能還是增壓。但這兩者一般是從結構上來區分,功能倒是其次,就比如您提的升力風扇,因為稠度較大且有涵道,所以雖然是提供推力的裝置依然被叫做風扇。而槳扇發動機我沒看過相關的英文文獻,不清楚實際叫什麼。這些稱呼本身就有一定的習慣因素,明白用途和結構就好,不用特別較真。
再多說一點您說的低壓壓氣機的問題,實際上跟低壓渦輪連接的壓氣機(或風扇)都叫低壓壓氣機。但由於民機的涵道比太大,所以一般只把第一級叫風扇,後面的低壓壓氣機統一叫做增壓級。而軍機涵道比較小,所以把跟低壓渦輪相連的都叫低壓壓氣機或風扇。
螺旋槳推動氣流的速度不能超過聲速,風扇卻可以,但螺旋槳的效率要高於風扇。(螺旋槳上氣流超過聲速會像機翼一樣失速。螺旋槳產生動力的原理和機翼或者直升機旋翼一致。風扇的原理我不太明白)所以,渦槳發動機效率高但速度低一些,如果飛機的設計速度合適,選用渦槳發動機會經濟一些。
渦扇發動機中同時壓縮內外涵空氣的低壓轉子部件稱為風扇。渦軸發動機中裸露在外面轉的玩意兒稱為螺旋槳。如果這個螺旋槳更先進一點可以在接近聲速下還有足夠的效率,就進化為漿扇。對於直升機,外頭有個圈包著的可以稱之為風扇,沒有就叫螺旋槳。通俗一點,你家電扇之所以叫電扇是因為外面有個金屬或塑料罩子,把罩子取了,你可以叫他電螺旋槳了,如果你能拿著他跑到接近聲速且它還正常工作,恭喜你,你可以叫他電漿扇了。
風扇應是指內外涵道分開前的部分吧,有些渦扇有多級風扇,的確挺像低壓壓氣機的。說說槳扇和渦槳的區別應該能大概了解風扇和螺旋槳的區別。渦槳是95%以上的推力由螺旋槳提供,且螺旋槳帶減速,槳扇的風扇由低壓渦輪不經減速直接驅動,因此風扇通常是寬弦帶有後掠的。最近普惠推出了齒輪減速風扇(GTF)技術,採用GTF的PW1000G第一級仍稱風扇,這時候定義就比較模糊了,螺旋槳和風扇本身就沒有明確的區分。直升機很明顯帶減速且發動機不輸出推力,通常稱其動力裝置為螺旋槳。
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