【航发科普】不畏压力能量满满

2019-05-29阅读 93 中国航发我要关注

随着生活节奏越来越快，许多人会感到压力山大。你知道吗，空气可是个“抗压超人”，在航空发动机的压气机里，流过的空气压缩做功，在巨大的压力作用下，空气却充满能量，快速流向燃烧室。

压气机

是航空燃气涡轮发动机三大核心部件之一，位于发动机的前端，用来提高进入发动机内的空气压力，对空气进行做功压缩，提升发动机热力循环效率，保证发动机正常运转。

航空燃气涡轮发动机一般采用三种基本类型的压气机：轴流式、离心式和斜流式。其中，离心压气机具有结构紧凑、单级压比高、可靠性高、制造方便、成本低廉、工艺性好、较宽的稳定工作裕度等优良特性。但缺点是迎风面积大，难于获得更高的总增压比，较大空气流量下效率较低，因此离心式压气机多用于中小型涡轴、涡桨航空发动机。

▲离心压气机

常规的离心压气机主要由一个高速旋转的离心叶轮，一个通道面积扩张的径向扩压器、转角较大的轴向扩压器和主轴组成。空气进入离心叶轮后被压缩，压力、速度和温度显著提升，体积大幅减小，再经过径向扩压器后，速度减小、压力继续提高，最后由轴向扩压器扭转气流方向之后，被压缩的空气到达热情的燃烧室。

▲离心压气机结构

离心叶轮在涡轮驱动下高速旋转，空气被连续地吸入叶轮中，经过转子叶片的做功，压力和温度都大大提高。离开离心叶轮后，空气体积不再减少，温度也不升高，就像运动之后要休息一样，空气在扩压器里也慢慢停下来，蓄势待发，以便能够更好进入熊熊燃烧的燃烧室。

▲边界层流动损失&二次流动损失

压气机让空气压缩做功，赋予空气满满的能量，但在空气的流动过程中，也不可避免会遇到麻烦，称为流动损失。第一个麻烦就是边界层，边界层位于离心叶轮壁面与主流区之间，在边界层里，有黏性力的作用，拉着空气分子不让走，空气流动速度在这里被损耗了。第二个麻烦是二次流的东西，在机匣与离心叶轮之间的间隙里，会产生泄漏流，加上离心叶轮吸力面和压力面的压差，导致这里流动复杂，进一步损失了空气的速度。

尽管空气在压气机里压力山大

但勇敢的空气不畏迷茫和险阻

通过压力获得能量

所以，别再畏惧压力

勇往直前吧！

（中国航发动研所樊双明）

责任编辑：马睿阳