关于单轴三转子发动机传动结构原理

航空发动机作为飞机的动力，随飞机的不同姿态会有不同的、非常复杂的工况，但单就高压比多级单转子压气机而言，非设计状态无非有两种表现，
1.低速时单转子压气机是前几排叶片出现叶背分离，显得有点“重”，中间几排叶片正常，后几排叶片叶盆分离，显得有点“轻”，即“前重后轻”；
2. 高速时情况相反，单转子压气机是前几排叶片出现叶盆分离，显得有点“轻”，中间几排叶片正常，后几排叶片叶背分离，显得有点“重”，即“前轻后重”，
根据这两个特点，可以使压气机的传动优化，将高压比多级单转子压气机一分为三，形成高中低压三级压气机，单个涡轮轴驱动各种工况较稳定的中间一级，通过驱动类似汽车上的差速器行星齿轮装置，同时驱动两头的高低压压气机，行星齿轮除了和涡轮轴公转，同步带动中压压气机，还可以通过自转，根据高低压转子的负荷，自动无级调整高低压转子转速。高低压压气机为两个自由度，但他们的自由是受到自身惯性、回转半径以及流量、压比的限制和相互影响的，其转速关系：高低压转子转速和=2 X 涡轮轴转速。压气机和驱动轮最大的区别在于压气机不会“打滑”，也不会被卡住不动（除了在启动时风扇需人为制动，以降低启动功率，使中、高压压气机转速协调），因此它很适合这种传动方式。
低压压气机即风扇，因回转半径大，流量大，气压、气温低，当地音速小，正常运行时转速低于中压压气机，高压压气机回转半径小，流量小，正常运行时转速高于中压压气机，如果发动机在非设计状态下1运行，出现前重后轻时，该差速装置会自动调低风扇转速，调高高压压气机转速，使整个压气机脱离喘振区。如果发动机在非设计状态下2运行，出现前轻后重时，该差速装置会自动调高风扇转速，调低高压压气机转速，使压气机正常工作。
这种结构最麻烦的应该是行星齿轮公转时产生的离心力，虽然采用类似汽车上的差速器行星齿轮装置，可使其回转半径最小，但如果涡轮轴的转速为160转/秒，回转半径为0.05米，行星齿轮的离心加速度=(160x0.05x2x3.14)^2/0.05=50481，相当于1公斤被放大5000倍，这是一个考验！不过相对于回转半径更大、工作环境更恶劣的涡轮叶片，这点离心力还算不上极端，但愿我国加工业早日步入“只有想不到，没有做不到”的境界！

航空发动机作为飞机的动力，随飞机的不同姿态会有不同的、非常复杂的工况，但单就高压比多级单转子压气机而言，非设计状态无非有两种表现，
1.低速时单转子压气机是前几排叶片出现叶背分离，显得有点“重”，中间几排叶片正常，后几排叶片叶盆分离，显得有点“轻”，即“前重后轻”；
2. 高速时情况相反，单转子压气机是前几排叶片出现叶盆分离，显得有点“轻”，中间几排叶片正常，后几排叶片叶背分离，显得有点“重”，即“前轻后重”，
根据这两个特点，可以使压气机的传动优化，将高压比多级单转子压气机一分为三，形成高中低压三级压气机，单个涡轮轴驱动各种工况较稳定的中间一级，通过驱动类似汽车上的差速器行星齿轮装置，同时驱动两头的高低压压气机，行星齿轮除了和涡轮轴公转，同步带动中压压气机，还可以通过自转，根据高低压转子的负荷，自动无级调整高低压转子转速。高低压压气机为两个自由度，但他们的自由是受到自身惯性、回转半径以及流量、压比的限制和相互影响的，其转速关系：高低压转子转速和=2 X 涡轮轴转速。压气机和驱动轮最大的区别在于压气机不会“打滑”，也不会被卡住不动（除了在启动时风扇需人为制动，以降低启动功率，使中、高压压气机转速协调），因此它很适合这种传动方式。
低压压气机即风扇，因回转半径大，流量大，气压、气温低，当地音速小，正常运行时转速低于中压压气机，高压压气机回转半径小，流量小，正常运行时转速高于中压压气机，如果发动机在非设计状态下1运行，出现前重后轻时，该差速装置会自动调低风扇转速，调高高压压气机转速，使整个压气机脱离喘振区。如果发动机在非设计状态下2运行，出现前轻后重时，该差速装置会自动调高风扇转速，调低高压压气机转速，使压气机正常工作。
这种结构最麻烦的应该是行星齿轮公转时产生的离心力，虽然采用类似汽车上的差速器行星齿轮装置，可使其回转半径最小，但如果涡轮轴的转速为160转/秒，回转半径为0.05米，行星齿轮的离心加速度=(160x0.05x2x3.14)^2/0.05=50481，相当于1公斤被放大5000倍，这是一个考验！不过相对于回转半径更大、工作环境更恶劣的涡轮叶片，这点离心力还算不上极端，但愿我国加工业早日步入“只有想不到，没有做不到”的境界！