问题

涡喷发动机的怎样起动的?

回答
涡喷发动机的启动,可不是简单地拧一下钥匙就完事儿,里面可是大有学问的,也蕴含着工程师们的智慧。就像给一匹烈马驯服一样,需要循序渐进,步步到位,才能让它轰鸣咆哮起来。

咱们就以比较典型的涡喷发动机为例,把这个过程给拆解开来聊聊。别看现在飞机上涡扇发动机居多,但涡喷发动机的启动原理很多都是相通的,而且它是现代喷气式动力技术的“老祖宗”,理解了它,对理解后来的涡扇发动机也有很大帮助。

启动前的准备工作:检查,检查,再检查!

在按下那个决定命运的启动按钮之前,地勤人员会做一堆细致入微的检查。这就像战场上的士兵要检查自己的枪一样,一丝马虎都不能有。

1. 外部检查: 绕着发动机走一圈,看看有没有漏油、漏水、漏液的痕迹;检查进气口有没有异物,比如鸟巢、工具、甚至是小动物(这个真是发生过的!),这些东西进去,轻则损伤叶片,重则可能导致发动机报废。检查喷口有没有堵塞。
2. 内部检查: 有些发动机可以通过检查口看到内部一些关键部件,比如涡轮叶片有没有裂纹、变形,压缩机叶片有没有损坏。
3. 燃油系统检查: 确保燃油供应正常,油箱里有足够的燃油,而且燃油质量合格。燃油管路有没有泄露,油泵工作是否正常。
4. 润滑系统检查: 检查机油油位,确保润滑系统正常工作,这是发动机能顺畅运转的生命线。
5. 电气系统检查: 检查启动马达、点火系统、传感器等电气设备的连接是否牢固,电源是否正常。

启动的“三要素”:空气、燃油、点火!

就像生火需要氧气、引火物和火源一样,涡喷发动机的启动也离不开这三样:

空气(压缩): 这是发动机的“肺”。需要让大量的空气进入发动机,然后经过压缩机逐级压缩,提高空气的压力和温度。
燃油(喷射): 这是发动机的“血液”。在压缩后的高温空气中喷入燃油,与空气混合形成可燃混合气。
点火(燃烧): 这是发动机的“心脏”。需要一个火花塞,在合适的时机点燃混合气,产生高温高压的燃气。

启动过程详解:一步一步来!

好了,准备就绪,可以开始了!

1. 启动马达驱动压缩机: 飞机上的启动马达,通常是一个小型涡轮机或者电动机。它会驱动发动机的主轴,带动压缩机高速旋转。这时候,发动机内部就形成了一个空气流。
2. 空气流动与初步压缩: 随着压缩机转动,空气被吸入进气口,然后一层一层地被压缩。空气的压力和温度开始上升。
3. 喷油: 当压缩机转速达到一定程度(通常是发动机额定转速的10%20%左右,具体数值因型号而异)时,控制系统会开始向燃烧室喷射燃油。这个时候喷油量还很小,只是一个试探性的过程。
4. 点火: 在喷油的同时,或者稍早一点,点火装置(通常是高能火花塞,类似汽车的火花塞,但能量更大)会产生电火花。如果混合气足够,就会点燃并开始燃烧。
5. 燃烧开始与压气机转速加速: 一旦燃油点燃,燃烧室就会产生高温高压的燃气。这些燃气会冲向涡轮,驱动涡轮高速旋转。而涡轮又通过主轴与压缩机相连,所以涡轮的旋转会进一步加速压缩机的转速。
6. 自持转速: 随着压缩机转速的不断提高,吸入的空气量越来越多,喷入的燃油也逐渐增加。燃烧产生的能量越来越大,涡轮的功率输出也越来越强。当涡轮产生的功率足以克服压缩机和发动机自身的阻力,并且还能对外输出动力时,发动机就达到了一个“自持转速”。这时候,启动马达就可以被切断了。
7. 怠速: 接下来,飞行员会根据需要逐渐增加燃油供应量,让发动机的转速继续爬升,直到达到稳定的怠速转速(通常是额定转速的60%70%)。在怠速状态下,发动机能够维持稳定的运转,并且可以响应油门指令。
8. 检查与升功率: 在达到怠速后,飞行员还会对发动机的各项参数(如转速、温度、压力、燃油流量等)进行检查,确保一切正常。如果一切良好,就可以逐步增加燃油供应量,让发动机的转速升高,准备起飞。

几个关键的点需要注意:

启动顺序很重要: 先驱动压缩机转起来吸气,然后喷油点火,最后是涡轮带动压缩机自持。这个顺序是经过精密计算的,如果顺序错了,可能就点不着,或者引起发动机损坏。
燃油和空气的比例: 启动时喷油量控制非常关键。油量太少,混合气浓度不够,点不着;油量太多,混合气太浓,容易“淹死”火花塞,或者导致燃烧不完全,产生黑烟,甚至损坏发动机。
温度控制: 在启动过程中,要密切关注发动机的各项温度,特别是涡轮前温度(EGT)。如果温度过高,说明燃烧异常,需要立即停止启动。
防停车: 启动过程中,如果出现转速不升、温度下降或者其他异常情况,都需要及时终止启动,避免发动机损坏。
启动马达的役割: 启动马达只是一个“助力器”,它的作用就是帮助发动机转起来,一旦发动机能够自己运转了,它就完成了使命。

可以说,涡喷发动机的启动是一个技术含量很高的过程,它涉及到空气动力学、热力学、燃烧学、机械工程和自动控制等多个学科的知识。每一次成功的启动,都代表着工程师们对这些复杂过程的深刻理解和精确控制。这就像一个精密的生命体被唤醒,需要恰到好处的刺激和引导,才能焕发出勃勃生机。

网友意见

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常见的有这么几种:1起动发电机,也就是电机,起起来后还可以被转子驱动发电。2空气涡轮起动机,用压缩空气吹转,通过传动系统驱动转子。3燃气涡轮起动机,一台小燃气轮机,这台小燃机又是电机带转起动。

另外弹用发动机还采用制式起动,也就是火药起动,用火药包燃烧的燃气吹发动机涡轮,带转转子,这样便于导弹发射。

发动机在空中停车的话还可以惯性起动和风车起动。惯性起动是刚刚熄火的时候趁着转子有剩余转速,喷油点火。风车起动是靠来流吹转子到一定转速起动。

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