登陆注册
19349200000013

第13章 核心机 结构选择

陈东风在这么短的时间内看了七八本书,如果是在雷劈以前是万万做不到的,即使他现在的自学只是囫囵吞枣。但他的脑域开发程度受到了意识融合后的二次开发,扩大了将近一倍。他对数字的敏感程度、新技术的理解能力达到了一个前所未有的高度,基本上自学和上课一个效果的程度。

现在他由于时间太紧,自学这些课程理解上还有点浅薄,因为他没有把里面的公式都自己推导一次,只是先拿来用而已,但如果给他点时间温习几遍后,那他的掌握程度不亚于跟老师学习。

就这样,陈东风自学了将近一个月的时间,带着他那些掌握的不是很通透的专业知识开始了航模核心机的设计。

陈东风首先从贯穿发动机的轴来开始考虑,就是所谓的单转子、双转子和三转子航空发动机,这三种是各有优缺点的。

单转子的航发是把压气机和涡轮固定在同一个主轴上。在压气机和涡轮的中间是燃烧室,又称火焰筒。高温高压的燃气推动涡轮以上万转的转速旋转,同时带动压气机也以这个速度旋转,压缩空气。单转子(单轴)发动机结构简单,但压缩效率有限,而且耗油率高。

双转子航发是人们把压气机分成了两部分,即低压压气机和高压压气机;同时,把涡轮也分成了两部分:即高压涡轮和低压涡轮。高压涡轮和高压压气机用一根空心轴连起来,低压涡轮和低压压气机用一根细点儿的轴连在一起,穿在空心轴里面。这样做的结果就是高压压气机和低压压气机可以用不同的转速旋转,工作效率大为提高。

三转子航的诞生是因为涡扇发动机在压气机前面又多了一级风扇。它同压气机、涡轮一样是高速旋转的叶片。那么它应该与谁同轴同速呢?一般来讲,风扇与低压压气机同轴同速,也就是采用双轴体制。然而这又产生了一个效率不高的问题。所以干脆把风扇轴也独立出来,同另一组低压涡轮连起来,于是三转子(或三轴)发动机就诞生了。三轴提高了效率,发动机推力大增,燃油消耗也节约了不少。但带来一个大问题,三根轴,一根套一根,在高速旋转时如何能保证强度。

要选择好轴的问题,必须要兼顾技术难度和核心机的效能。陈东风开始是想要直接上双转子的,因为现在的航发主流都是双转子及以上。但杨辉和他在讨论的时候就说了,我们的航模不仅是设计的要体现出现在的航发潮流,也要兼顾实用性可实现性,复杂的结构会不仅会让我们的理论计算变得复杂,也会让我们最后实物变得异常困难,毕竟加工的难度我们也不好解决。陈东风想想有道理,考虑再三选择了单转子。

轴确定好了,接下来陈东风要开始设计轴上面的压气机和涡轮叶片的级数和转速。压气机又分为离心式压气机和轴流式压气机?。

离心式压气机由导风轮、叶轮、扩压器等组成。空气由进气道进入压气机、经过压气机与叶轮一起旋转的导风轮的导引进入叶轮。在高速旋转叶轮作用下,空气由叶轮中心被离心力甩向叶轮外缘,压力也逐渐提高,由叶轮流出的空气进入扩压器后速度降低,压力再次提高,最后由出气管流出压气机。

离心式压气机的空气流量为数公斤至数十公斤每秒。亚音速离心式压气机的增压比约为4.5,超音速离心式压气机可达8~10,效率约为0.78。

轴流式压气机是因为空气在轴流式压气机中主要沿轴向流动。它由转子和静子两部分组成。由一排转子叶片和一排静子叶片组成一级,单级的增压比很小,为了获得较高的增压比,一般都采用多级结构。空气在压气机中被逐级增压后,密度和温度也逐级提高。

轴流式压气机的空气流量为几公斤每秒到二百公斤每秒,单级增压比一般约为1.1~2.0,效率约为0.85~0.88。多级轴流式压气机的增压比可达25以上。轴流式压气机的面积小,增压比和效率都高。

采用轴流式压气机,势必会让压气机的级数增加而导致核心机重量提升,更何况陈东风要设计的这个航模最大速度也不过是接近音速,所以对增压比的要求达不到10以上。

更何况离心式压气机的动平性能好,气流损耗小,噪音要低、震动也小。所以陈东风已没有为了技术而技术,选择了比较实用也比较简单的离心式压气机,在与其他三人交流过后,三人也认可了他的选择,一致认为这是个易于实现的方案。

接下来航模的涡轮结构了。涡轮叶片一般承受较大的工作应力和较高的工作温度,且应力和温度的变化也较频繁和剧烈,此外还有腐蚀和磨损问题,其对工作条件的要求非常苛刻,因此要求叶片的加工精度很高。同时,为提高涡轮效率,涡轮叶片的表面形状通常设计成扭曲的变截面曲面,形状复杂。

陈东风暂时先不打算考虑叶片的形状设计和叶片加工精度,毕竟这个设计还停留在草稿纸上,他首先要考虑的式涡轮的结构问题。涡轮有向心式结构和轴流式结构两种。

气流在其中作径向流动的涡轮称为向心式涡轮也称为向心涡轮。它的叶轮形状和离心式压气机叶轮的形状很相似。

向心涡轮的优点很多,比如当设计得当时,由于流动损失和余速损失较小,故效率高。在容积流量较小情况下此优点更为明显。如果叶片及整个叶轮都有良好的刚度,可以使周向速度达450—550米/秒,并且由于气流作向心流动,涡轮能获得大的比功和效率。由于向心涡轮的叶轮流动损失对于涡轮效率的效率影响较小,使流通部分的几何偏差对效率应先不敏感,所以可采用较简单的制造工艺,而且向心涡轮的重量轻,叶片少,结构简单可靠,有较宽的运行范围。

基本上这种结构简单和易于实现的结构都是陈东风所喜爱的。

最重要的就是燃烧室结构的选择了,不过因为是使用了离心式的压气机,只能采用分管燃烧室或联管燃烧室。

分管燃烧室就是每一个管式火焰筒外围都包有一个单独的外壳,构成一个分管,分管利用传焰管相连。它的优点是和离心式压气机配合协调,并且易于实现并且维修方便。

联管燃烧室是把多个火焰筒装在同一个壳体间,各个火焰筒燃烧去间用连焰管连接。由于联管燃烧室在保持了分管燃烧室的一些有点的基础上把环形面积利用率提高了。

在综合比较下,陈东风还是采用了联管燃烧室。虽然会用机构复杂,重量较大的问题,但鱼与熊掌不可得兼,只能平衡取舍了。

同类推荐
  • 血灵都市

    血灵都市

    一本红色的书,一个死而复生的人,一场突如其来的浩劫,一段曲折的旅途。
  • 都市最强打脸天王

    都市最强打脸天王

    【无敌装逼打脸爽文】比有钱?抱歉,我随便解一块原石就价值上亿。想打架?抱歉,我让你双手双脚。想我?抱歉,我有老婆了。请不要在我面前装逼,我有一个绰号,叫打脸张!【打脸团群号:149387878】期待各位兄弟姐妹的到来,带你装逼带你飞!
  • 无限大抽取

    无限大抽取

    在最绝望之际,路青获得了一个无限抽取系统,只要消耗一定体力,就可以进行实物抽取!抽取人参,抽取灵芝,抽取海鲜,抽取山珍,抽取宝藏!……宏观抽取:上可摘星拿月,下可擒鱼捉鳖。微观抽取:抽取病毒,抽取毒素,抽取癌细胞,治病救人,易如反掌。异时空抽取:抽取秘籍,抽取灵果,抽取丹药……总之,只有想不到,没有做不到!有了抽取系统,精彩人生随即开展!
  • 神级演技派

    神级演技派

    他和孙洪雷一起演《征服》!他是所有导演最爱的硬汉演技派!他是第一个让大陆影迷彻底爱上硬汉演技派的演员!他,叫邵英雄。
  • 重活不是重生

    重活不是重生

    树欲静而风不止,子欲养而亲不待!人们常说:“钱不是万能的,没有钱却万万不能!”钱是用来生活的,不需要为了生活考虑钱,生活会发生什么变化?
热门推荐
  • 通典

    通典

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 饭局经济学

    饭局经济学

    饭局经济学是一门边缘却又现实的学问,看似简单易行,实则别有洞天。我们收集了诸多古今官场、商场、职场、关系场的精彩之“局”、代表之“局”和那些劳而无功甚至起了不良影响的“反局”,为您解析其中关系与利益的博弈,精彩评说“局”外功夫。
  • 英国巫师界的万界店主

    英国巫师界的万界店主

    从1981年算起,穿越到英国已经十年了。开始以为能利用重生优势先知先觉,三十岁以前实现财务自由。结果十一岁生日当天,脑海里叮的一声------万界杂货铺已开启,请店主接受第一个任务。看来,一个全新的未来开始了。但是,谁告诉我信箱里这封霍格沃茨通知书是怎么回事啊Σ(°△°|||)?群号697984254,欢迎来群讨论新书奋斗在蒸汽时代,霍格沃茨的提督火热更新中。
  • 民间饮食宜忌大全

    民间饮食宜忌大全

    饮食除了要讲究科学营养,还必须首先讲究安全放心。饮食无论是烹调还是搭配,都非常讲究,烹调必须注意生熟适宜,搭配必须注意相生相克。
  • 美国教育借鉴力

    美国教育借鉴力

    本书从亲和力、激励机制、社区协同等几方面,对美国的教育最新研究进行了编译并作了点评分析,并与中国的情况进行对比研读。
  • 推进基本公共服务均等化的制度创新研究

    推进基本公共服务均等化的制度创新研究

    行政管理专业是隶属一级学科公共管理门类下的二级学科,是一门理论性与实践性较强的应用性学科。因此,凸显学科理论性是本论文选题的宗旨;此外,行政管理专业是一门实践性很强的学科,体现学科应用性是本论文选题的又一主旨。
  • 我的合租女神

    我的合租女神

    萌新律师马哲正值提拨之际半路遭遇穿着婚纱的孟瑶“打劫”,本以为是擦肩而过的路人,上天安排的一次次离奇巧合让俩人展开啼笑皆非的爱情之旅……
  • 在离你最近的地方说爱你

    在离你最近的地方说爱你

    爱有多远?中外名人不为人知的爱情故事普通人感天动地的爱情篇章,都会告诉你,有一个声音在离你最近的地方说爱你。一生嫣识,纵情一刻也千秋。你的生命里是谁许谁地老天荒?有爱,你在,世界就在。把人世间最美好最动人的爱情展示给你。——枕边书系列之情感卷
  • 末世之复仇崛起

    末世之复仇崛起

    墨释,一个国际顶尖的雇佣兵,在进行一个特殊的盗取任务后进入一个绝密的地下实验室,却发现地下室内,隐藏着惊天的机密。
  • 魔鬼心理学:影响力与说服力的深层法则

    魔鬼心理学:影响力与说服力的深层法则

    《魔鬼心理学:影响力与说服力的深层法则》以美国哥伦比亚大学、亚利桑那大学教授罗伯特·B·西奥迪尼在其行为心理学名著《影响力》一书中提出的六大经典原理为线索,企图从最简单的生活常识和商业现象出发,揭开人类行为的若干真相。人的行为是怎样受到影响的,人又是怎样被说服的,也许你的理性告诫你不要轻易受到外界的影响,不要轻易被他人说服,然而,影响和说服并不会以你想象的方式出现。了解到这些有趣的心理学知识,会让你和你周围的人彻底改变看待自己和人类群体行为的方式。从最实用的角度来讲,你想成功地影响你身边的亲朋好友吗?你想成功地说服你的同事、上级、下属、客户及对手吗?你想成为万众瞩目的“社交明星”吗?