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[原创] 可否在压气机出口装一排单向压力导向阀以提高可靠性

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愚者千虑 发表于 2014-10-27 14:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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大家知道喘振是压气机需要解决的首要问题,喘振是由于压气机在非设计状态下,后方动叶发生叶盆分离,造成压气通道堵塞,出口压力降低,使燃烧室的高温高压燃气逆袭,产生高振幅低频震荡,喘振会使压气机叶片断裂,发动机瞬间报废,所以应极力避免,而目前采取的措施都是扩大喘振预度,没用根除喘振产生低频振荡的措施,如果能在压气机出口安装一排单向压力导向阀,是否可以解决低频震荡的破坏?

其实世界上第一种喷气发动机就是一种没有压气机,只有单向压力阀的脉冲式发动机,它的原理就是利用发动机在进气、燃烧两个阶段,燃烧室内外压力差来控制压力阀开启,实现燃气只向后喷射产生推力的,这种发动机制造成本极低,当年德国在短时间内制造了近万枚这样的发动机,并用它推动V1导弹对伦敦实施了高密度空袭,造成了极大的恐慌。只因这种发动机使用的簧片阀寿命较低,容易折断失效,另外,飞行器达到一定航速,由于没有压气机,簧片阀会在迎风气流直接冲击下常开不能关闭,燃气会向前喷出令发动机推力急剧下降,使很多V1导弹未到伦敦就坠海了,德国因此在V2导弹上不再使用这种发动机。

现代发动机压气机出口通常有两排静叶片,如果将第一排设计成类似可调叶片,使叶片能以前沿为轴自由转动,这比簧片阀寿命高很多,只要限制它的最大开角,即可根据燃烧室内外压力差自动调节,当压气机在非设计状态下,后方动叶发生叶盆分离,造成压气通道堵塞,出口压力降低时,压力导向阀角度变小,压气机后一、二排动叶内的空气轴向流速变小,叶片的叶盆分离就会减轻,压力升高,阻止单向压力导向阀开度进一步减小。单向压力导向阀开度还可以为油门开度、压气机进口几排可调叶片提供控制信号,进一步提高发动机可靠性。即使在压气机失效,也可迅速关闭单向压力阀,阻止气流在压气机里低频振荡,保护压气机不被破坏,同时将油门达到最低,避免燃烧室内的空气过度消耗,只保存一两处火种,待压气机正常后重新点火。


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