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渦輪螺旋槳發(fā)動機
渦輪螺旋槳發(fā)動機
渦輪螺旋槳發(fā)動機(渦輪螺旋槳發(fā)動機)
是一種通常用于飛機上的燃氣渦輪發(fā)動機（gas turbine engine）。渦槳發(fā)動機的驅(qū)動原理大致上與使用活塞發(fā)動機作為動力來源的傳統(tǒng)螺旋槳飛機雷同，是以螺旋槳旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的力量來作為飛機前進的推進力。
目錄 簡介 優(yōu)缺點 應用范圍 差異分析 收縮展開 簡介其與活塞式螺槳機主要的差異點除了驅(qū)動螺旋槳中心軸的動力來源不同外，還有就是渦槳發(fā)動機的螺旋槳通常是以恒定的速率運轉(zhuǎn)，而活塞動力的螺旋槳則會依照發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不同而有轉(zhuǎn)速高低的變化。
優(yōu)缺點優(yōu)點
雖然渦槳發(fā)動機的燃燒室與渦輪噴氣發(fā)動機類似，但為了自排廢氣中回收較多的動力以驅(qū)動螺旋槳，渦槳引擎的渦輪（Turbine）端之扇葉級數(shù)比較高。相反的，由于渦輪噴氣發(fā)動機主要的推進力都來自于熱氣直接排放至大氣中所產(chǎn)生的反作用力，因此其渦輪端的扇葉級距數(shù)越小越好，只需保持足夠的回收動力用來驅(qū)動壓縮端的扇葉即可。
缺點
事實上，渦槳發(fā)動機的效率亦高于渦輪風扇發(fā)動機，但是使用渦槳引擎的飛機速度通常較渦輪風扇發(fā)動機的飛機來的低。原因是渦槳引擎的涵道比通常比渦輪風扇引擎來的高，但是也造成其槳葉端部分速度很高，有產(chǎn)生激波的可能。另外，因渦輪轉(zhuǎn)動速度很快，使得渦輪與螺槳之間必須要有變速齒輪，來降低螺槳轉(zhuǎn)速使其葉端不要超過音速。所以使用螺槳發(fā)動機的飛機會多個變速齒輪的重量。
應用范圍為了提高效率，人們索性便拋去了風扇的外涵殼體，用螺旋槳代替了風扇，便形成了渦輪螺旋槳發(fā)動機，簡稱渦槳發(fā)動機。渦輪螺旋槳發(fā)動機由螺旋槳和燃氣發(fā)生器組成，螺旋槳由渦輪帶動。由于螺旋槳的直徑較大，轉(zhuǎn)速要遠比渦輪低，只有大約1000轉(zhuǎn)/分，為使渦輪和螺旋槳都工作在正常的范圍內(nèi)，需要在它們之間安裝一個減速器，將渦輪轉(zhuǎn)速降至十分之一左右后，才可驅(qū)動螺旋槳。這種減速器的負荷重，結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高，它的重量一般相當于壓氣機和渦輪的總重，作為發(fā)動機整體的一個部件，減速器在設計、制造和試驗中占有相當重要的地位。 渦輪螺旋槳發(fā)動機的螺旋槳后的空氣流就相當于渦輪風扇發(fā)動機的外涵道，由于螺旋槳的直徑比發(fā)動機大很多，氣流量也遠大于內(nèi)涵道，因此這種發(fā)動機實際上相當于一臺超大涵道比的渦輪風扇發(fā)動機。
差異分析與渦輪風扇發(fā)動機的差異 盡管工作原理近似，但渦輪螺旋槳發(fā)動機和渦輪風扇發(fā)動機在產(chǎn)生動力方面卻有著很大的不同，渦輪螺旋槳發(fā)動機的主要功率輸出方式為螺旋槳的`軸功率，而尾噴管噴出的燃氣推力極小，只占總推力的5%左右，為了驅(qū)動大功率的螺旋槳，渦輪級數(shù)也比渦輪風扇發(fā)動機要多，一般為2～6級。 同活塞式發(fā)動機+螺旋槳相比，渦輪螺旋槳發(fā)動機有很多優(yōu)點。首先，它的功率大，功重比（功率/重量）也大，最大功率可超過10000馬力，功重比為4以上；而活塞式發(fā)動機最大不過三四千馬力，功重比2左右。其次，由于減少了運動部件，尤其是沒有做往復運動的活塞，渦輪螺旋槳發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好，噪音小，工作壽命長，維修費用也較低。而且，由于核心部分采用燃氣發(fā)生器，渦輪螺旋槳發(fā)動機的適用高度和速度范圍都要比活塞式發(fā)動機高很多。在耗油率方面，二者相差不多，但渦輪螺旋槳發(fā)動機所使用的煤油要比活塞式發(fā)動機的汽油便宜。 由于涵道比大，渦輪螺旋槳發(fā)動機在低速下效率要高于渦輪風扇發(fā)動機，但受到螺旋槳效率的影響，它的適用速度不能太高，一般要小于900km/h。在中低速飛機或?qū)Φ退傩阅苡袊栏褚蟮难策�、反潛或滅火等類型飛機中的到廣泛應用。
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