Turbojet
燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)最廣泛的用途是航空發(fā)動機(jī)，而且航空發(fā)動機(jī)絕大多數(shù)是燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，稱為航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，主要有四種類型，渦輪噴氣發(fā)動機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)、渦輪軸發(fā)動機(jī)。本節(jié)介紹渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，簡稱渦噴發(fā)動機(jī)。
渦噴發(fā)動機(jī)基本結(jié)構(gòu)
渦噴發(fā)動機(jī)主要用在高速戰(zhàn)斗機(jī)，早期的渦噴發(fā)動機(jī)與普通渦輪發(fā)動機(jī)一樣，由軸
流式壓氣機(jī)、
環(huán)形燃燒室或
環(huán)管燃燒室、
軸流式渦輪組成，有關(guān)各部分結(jié)構(gòu)與原理參考相關(guān)章節(jié)，現(xiàn)在的渦噴發(fā)動機(jī)增加了加力燃燒室。本節(jié)通過一個渦噴發(fā)動機(jī)模型來說明基本結(jié)構(gòu)與簡單原理，模型僅由主要部件組成，靜葉不顯示；模型渦輪后部長度有所縮短；潤滑系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)等附屬系統(tǒng)示意性顯示；各部件比例未與任何實際發(fā)動機(jī)相同，模型僅作基本結(jié)構(gòu)與原理演示。
渦噴發(fā)動機(jī)功能是產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，從尾噴管中高速噴出產(chǎn)生推力，它就是飛機(jī)的推進(jìn)器。渦輪僅帶動壓氣機(jī)，不向外輸出機(jī)械功，圖1是渦噴發(fā)動機(jī)模型的轉(zhuǎn)子，由一級軸流渦輪與10級軸流式壓氣機(jī)同軸組成。
圖1-渦噴發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子
圖2與圖3是渦噴發(fā)動機(jī)剖面圖，轉(zhuǎn)子安裝在機(jī)殼（氣缸）內(nèi)；在壓氣機(jī)與渦輪之間有環(huán)形燃燒室，燃燒室內(nèi)安裝環(huán)形火焰筒與多個燃料噴嘴（參見“
環(huán)形燃燒室”）。由于轉(zhuǎn)子軸沒有通向機(jī)外，一般通過扇齒輪與外面的啟動機(jī)相連接，啟動機(jī)一般用電機(jī)，在啟動后作發(fā)電機(jī)用，大的渦噴發(fā)動機(jī)則采用另一個小形渦輪發(fā)動機(jī)啟動。
圖2-渦噴發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)圖（一）
圖3--渦噴發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)圖（二）
渦噴發(fā)動機(jī)工作原理與普通燃?xì)廨啓C(jī)相同，其特點(diǎn)是膨脹的燃?xì)獬送苿訅簹鈾C(jī)，大部分能量變?yōu)楦咚賴姵鋈細(xì)獾膭幽埽a(chǎn)生推力推動飛機(jī)前進(jìn)。
加力燃燒室
渦噴發(fā)動機(jī)主要用在殲擊機(jī)等軍用戰(zhàn)斗機(jī)上，多為超音速飛行，僅靠渦輪機(jī)噴出的燃?xì)猱a(chǎn)生推力還不能滿足多種需求，于是在渦輪后方又增加了加力燃燒室。加力燃燒室利用渦輪排出的燃?xì)庵惺Ｓ嘌鯕饧尤加腿紵諝馔ㄟ^主燃燒室后尚剩余有2/3～ 3/4的氧氣），產(chǎn)生更大的推力。在短距離起飛，大角度爬升時都需要加力燃燒室助力。加力燃燒室在渦輪后部，主要由擴(kuò)壓室、預(yù)燃室、火焰穩(wěn)定器、噴管組成，圖4是加力燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4--加力燃燒室結(jié)構(gòu)圖
擴(kuò)壓室在渦輪后部，擴(kuò)大的外殼與渦輪后錐體形成擴(kuò)壓室，擴(kuò)壓的目的是適當(dāng)降低氣流速度，便于點(diǎn)火與穩(wěn)定火焰。擴(kuò)壓室內(nèi)的整流支板支撐渦輪軸承與渦輪后錐體，并穩(wěn)定氣流。
在加力燃燒室有環(huán)形燃料管，管上有若干噴嘴，在加力燃燒時噴出燃料。
預(yù)燃室是用于加力燃燒室點(diǎn)火的一個小型燃燒室，安裝在渦輪后錐體內(nèi)。預(yù)燃室的空氣來自于壓氣機(jī)出口的空氣，一般用電火花直接點(diǎn)火，起燃后噴出的火舌點(diǎn)燃加力燃燒室的燃料。
為防止燃燒氣流混亂產(chǎn)生振蕩燃燒，在燃燒室內(nèi)采用非流線型物體對火焰進(jìn)行穩(wěn)定，最普通采用V形槽，V形槽有環(huán)形的與徑向的，本例是采用環(huán)形槽。實際發(fā)動機(jī)有2排或3排環(huán)形槽，圖5是一個有3排V型環(huán)形槽的火焰穩(wěn)定器（從后部看），圖中可看到火焰穩(wěn)定器前方有許多噴嘴， 該照片來自網(wǎng)絡(luò)。
圖5--渦噴發(fā)動機(jī)加力燃燒室
在加力燃燒室流出的燃?xì)庠趪姽芘蛎浖铀伲瑢⑷細(xì)獾哪芰哭D(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，從尾噴口高速噴出，產(chǎn)生反作用推力。
加力燃燒耗油很大，僅在需加力時短時使用。
渦噴發(fā)動機(jī)的氣流走向與動畫
圖6為渦噴發(fā)動機(jī)工作流程與氣流走向圖。壓氣機(jī)產(chǎn)生高壓空氣，流向見淺藍(lán)色箭頭線；燃燒室產(chǎn)生高速膨脹燃?xì)?，流向見紅色箭頭線；加力燃燒室繼續(xù)加溫膨脹氣體，其流向見紫色箭頭線。
圖6--渦噴發(fā)動機(jī)氣流走向圖
下面請觀看渦噴發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)動畫，前半是平常運(yùn)行動畫，后半是加力動畫。如果在線觀看出現(xiàn)轉(zhuǎn)子抖動或反轉(zhuǎn)，請下載用其他播放器觀看。
渦輪噴氣發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)動畫
