可否在压气机出口装一排单向压力导向阀以提高可靠性

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 21:42:04


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,压气通道忽堵忽畅,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。



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,压气通道忽堵忽畅,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。



整个发动机里几乎都是旋转的部件,再搞个这样的,是不是会增加机构的复杂性及系统的可靠性?

现在发动机虽然还有这个问题,但貌似已经不是主要问题了

整个发动机里几乎都是旋转的部件,再搞个这样的,是不是会增加机构的复杂性及系统的可靠性?

现在发动机虽然还有这个问题,但貌似已经不是主要问题了
可调放气活门VBV
可调静子叶片VSV
整个发动机里几乎都是旋转的部件,再搞个这样的,是不是会增加机构的复杂性及系统的可靠性?

现在发动机 ...
这和可调静叶片没什么区别
可调放气活门VBV
可调静子叶片VSV
这些只能提高喘震预度,不能防止低频震荡及其带来的破坏
反正楼主都打算加阀门了,不如再辛苦点干脆改成脉冲核心机/脉冲爆震核心机算啦,

担心机械阀门寿命问题的话用气动阀也行。
超山猫 发表于 2014-11-1 15:29
反正楼主都打算加阀门了,不如再辛苦点干脆改成脉冲核心机/脉冲爆震核心机算啦,

担心机械阀门寿命问题 ...
此阀非彼阀,此阀有轴,阀叶绕着周转,不象簧片阀靠弹性,弹性一旦失效,阀片也就失效了。另外,阀片兼起导向叶片作用,结构、作用和前排可调叶片类似,不同的是前排可调叶片后面有动叶,可调叶片会随后面的动叶产生的激波频繁开闭,所以前排可调叶片必须有动作筒控制并固定其角度,而单向压力导向阀后面没有动叶,所以可以通过压力差来自行调节。
由于大多数情况下,压气机出口压力大于燃烧室,单向压力导向阀几乎是常开的,因此避免了脉动发动机簧片阀频繁开闭的疲劳