第十三章空氣系統13.1發動機內部空氣系統和飛機氣源系統13.2發動機主要部件冷卻13.3壓氣機穩定性控制13.4引氣防冰13.5渦輪間隙控制1第十三章空氣系統13.1發動機內部空氣系統和飛機氣源空氣系統13.1發動機內部空氣系統和飛機氣源系統指那些對發動機推力的產生無直接影響的空氣流。功能：發動機的內部和附件裝置的冷卻；軸承腔封嚴；控制軸承的軸向載荷；控制渦輪葉片的葉尖間隙；發動機防冰；該系統還為飛機使用要求提供引氣，用于飛機空調、增壓、發動機啟動、機翼防冰、探頭加溫等。來源:空氣從風扇、壓氣機的中間級和高壓級引出，以不同的溫度和壓力滿足特定的功能要求。飛機用氣還可從輔助動力裝置的引氣。在地面時從地面氣源得到，它們都通到飛機氣源總管。

2空氣系統13.1發動機內部空氣系統和飛機氣源系統2空氣系統組成:鋼管道、單向活門、調節和切斷活門，壓力調節器和空氣冷卻系統。工作:發動機接受壓力空氣，調節它的壓力和溫度，并引導其通過引氣切斷活門到氣源總管。氣源總管包括分配、隔離、空氣清潔和壓力指示部件。它互連來自發動機、輔助動力裝置或地面氣源車的壓力源，并且按需要引導到空調、熱防冰或發動機啟動系統。管道是鈦合金結構。3空氣系統組成:3空氣系統4空氣系統4空氣系統－部件冷卻13.2發動機主要部件冷卻需要冷卻的主要區域是燃燒室和渦輪。冷卻空氣用于控制壓氣機軸和盤的溫度，既可以對其冷卻，也可以為它們加熱。保證了溫度的均勻分布，并通過控制熱膨脹，保持最小的葉尖和封嚴間隙，改善了發動機效率。

5空氣系統－部件冷卻13.2發動機主要部件冷卻5空氣系統－部件冷卻6空氣系統－部件冷卻6空氣系統－部件冷卻燃燒室冷卻借助于二股流氣沿火焰筒壁的內表面流動，形成一層隔熱空氣膜，將火焰筒壁面與熱燃氣隔開。這部分空氣約占總進氣量的3/4。渦輪冷卻的原因及意義:高的熱效率取決于高的渦輪進口溫度，它受渦輪葉片和導向器材料的限制。對這些部件進行連續不斷的冷卻可以允許它們的環境工作溫度超過材料的熔點而不影響葉片和導向器的整體性。從渦輪葉片向渦輪盤的熱傳導要求對輪盤加以冷卻，從而防止熱疲勞和不可控的膨脹率和收縮率。渦輪導向葉片和渦輪葉片的壽命不僅取決于它們的結構形式，而且還與冷卻方法有關，因此內部流道的氣流設計很重要。單通道內部對流冷卻具有很大的適用效果，多通道的內部冷卻渦輪葉片，帶外部氣膜冷卻沖擊式冷卻也已采用

7空氣系統－部件冷卻燃燒室冷卻7空氣系統－部件冷卻8空氣系統－部件冷卻8空氣系統－部件冷卻

軸承腔冷卻在需要冷卻的情況下，好的做法是設一個雙層壁的軸承座，讓冷卻空氣通入其中間的空腔?？諝膺€用于軸承滑油腔增壓。封嚴封嚴件用于防止滑油從發動機軸承腔漏出，控制冷卻空氣流和防止主氣流的燃氣進入渦輪盤空腔。封嚴件用于防止滑油從發動機軸承腔漏出，控制冷卻空氣流和防止主氣流的燃氣進入渦輪盤空腔。在燃氣渦輪發動機上使用了多種封嚴方法，選擇何種方法取決于周圍的溫度和壓力、可磨損性、發熱量、重量、可用的空間、易于制造及易于安裝和拆卸。軸承腔封嚴空氣來自壓氣機。9空氣系統－部件冷卻軸承腔冷卻9空氣系統－部件冷卻10空氣系統－部件冷卻10附件冷卻

發動機的一些附件會產生大量的熱，其中發電機即是一例。這些附件常常需要有它們自己的冷卻通路。此外，發動機機匣、點火導線也需要空氣冷卻。機匣冷卻來自外界空氣。11附件冷卻

發動機的一些附件會產生大量的熱，其中發電機即是一例空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制不穩定工作:壓氣機特性告訴我們，無論在任何轉速下，不斷地減小進入壓氣機的空氣流量，到一定的程度，壓氣機都會進入到不穩定工作狀態。失速：在壓氣機轉速保持不變的情況下，由于某種原因進入壓氣機的空氣流量減少，造成葉輪進口攻角過大，在葉背處發生氣流分離的現象叫失速。喘振：發生在壓氣機軸線方向上的低頻高振幅的振蕩現象叫喘振。防喘采用的主要措施有：中間級放氣，壓氣機靜子葉片可調，采用多轉子。

12空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制1空氣系統－壓氣機穩定性控制壓氣機空氣流量控制（防喘原理）也可以說壓氣機防喘措施主要有采用中間級放氣，壓氣機靜子葉片可調和采用多轉子，即通過在非設計狀態下，改變速度三角形的絕對速度的軸向分量、絕對速度的切向分量和圓周速度，從而使氣流相對速度對轉子葉片的迎角同設計狀態相近，避免葉片失速。13空氣系統－壓氣機穩定性控制壓氣機空氣流量控制（防喘原理）空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制壓氣機喘振的探測目前是依據壓氣機出口壓力的下降率或轉子的減速率來判斷。一旦探測出發生喘振，可自動打開放氣活門，可調靜子葉片在關的方向上再調幾度，瞬時減少供油，提供高能點火以防止燃燒室熄火力圖從喘振狀態恢復過來。壓氣機的喘振裕度：即壓氣機共同工作線與喘振邊界線之間的距離叫喘振裕度。為避免壓氣機進入喘振區，壓氣機應具有一定的喘振裕度。發動機喘振常出現的階段有啟動、加速、減速和反推。對于雙轉子軸流式壓氣機，加速時高壓轉子容易進入喘振區；減速時低壓轉子容易進入喘振區。14空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制1空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制放氣活門打開放掉一部分壓氣機中間級的空氣。這一般在低功率和迅速減速時，一旦脫離喘振區，放氣活門關閉。活門關閉過早或過晚均不利，關閉過早發動機沒有脫離喘振范圍，仍可能喘振；關閉過晚，放掉空氣，造成浪費。關閉轉速還受大氣溫度變化，大氣溫度高，關閉轉速應增大。新型發動機上采用可調放氣活門（VBV），活門開度是可變的，根據發動機狀態參數計算決定開、關和開度大小?；铋T實際位置通過反饋鋼索傳回控制器與要求位置比較。15空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制1空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制可調靜子葉片（VSV）是將高壓壓氣機的進口導向葉片和前幾級靜子葉片做成可調的，當壓氣機轉速從其設計值往下降低時，靜子葉片逐漸關小，以使空氣流到后面的轉子葉片上的角度合適。當壓氣機轉速增加時，靜子葉片角度逐漸開大?？烧{靜子葉片的轉角根據發動機參數計算，其輸出控制作動器的移動，再通過搖臂組件、主桿、連桿等傳到作動環，作動環使連到它上面的所有葉片同時轉角。葉片實際位置通過反饋鋼索傳回控制器與要求位置比較。保證反饋鋼索準確傳送實際位置是非常必要的。反饋鋼索要定期的或結合故障查找進行檢查和調整。按照維護手冊的程序進行如行程檢查、阻力檢查和校裝。16空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制1空氣系統－防冰13.4引氣防冰結冰條件和位置:當飛機穿越含有過冷水珠的云層或在有凍霧的地面工作時，發動機和進氣道前緣處會結冰。

危害（為什麼要防冰）:結冰會大大限制通過發動機的空氣流量，從而引起發動機性能損失并可能會使發動機發生故障。脫落下來的冰塊被吸入發動機或撞擊進氣道吸音材料襯層時可能造成損壞。

17空氣系統－防冰13.4引氣防冰17空氣系統－防冰13.4對防冰系統的要求防冰系統必須在該飛機的使用要求內有效地防止冰的生成。防冰系統必須可靠，易于維護，不會過分增加重量，在工作中不會引起發動機嚴重的性能損失。18空氣系統－防冰13.4對防冰系統的要求18空氣系統－防冰有兩種基本的防冰方法。渦輪噴氣發動機一般采用熱空氣防冰。渦輪螺槳發動機采用電加溫或熱空氣與電加溫混合型。防冰可通過熱滑油沿進氣道周圍循環來補充熱量。熱空氣系統在可能會結冰的地方為發動機提供表面加溫。19空氣系統－防冰有兩種基本的防冰方法。19空氣系統－防冰20空氣系統－防冰20空氣系統－防冰21空氣系統－防冰21空氣系統－渦輪間隙控制13.5渦輪間隙控制目的：為了減少渦輪葉片葉尖和機匣之間間隙，減少漏氣損失，提高發動機性能。新型發動機上對高壓渦輪乃至低壓渦輪實施葉尖間隙主動控制，目的是使葉片葉尖和機匣即不接觸而且間隙最佳。方法是控制渦輪機匣的膨脹量與葉片不同溫度下的伸長量相一致。為此引入風扇或壓氣機不同級的空氣進入渦輪罩支撐。渦輪間隙控制活門的工作由控制器給出信號或由計算機計算通過電液伺服活門控制。22空氣系統－渦輪間隙控制13.5渦輪間隙控制22第十三章空氣系統13.1發動機內部空氣系統和飛機氣源系統13.2發動機主要部件冷卻13.3壓氣機穩定性控制13.4引氣防冰13.5渦輪間隙控制23第十三章空氣系統13.1發動機內部空氣系統和飛機氣源空氣系統13.1發動機內部空氣系統和飛機氣源系統指那些對發動機推力的產生無直接影響的空氣流。功能：發動機的內部和附件裝置的冷卻；軸承腔封嚴；控制軸承的軸向載荷；控制渦輪葉片的葉尖間隙；發動機防冰；該系統還為飛機使用要求提供引氣，用于飛機空調、增壓、發動機啟動、機翼防冰、探頭加溫等。來源:空氣從風扇、壓氣機的中間級和高壓級引出，以不同的溫度和壓力滿足特定的功能要求。飛機用氣還可從輔助動力裝置的引氣。在地面時從地面氣源得到，它們都通到飛機氣源總管。

24空氣系統13.1發動機內部空氣系統和飛機氣源系統2空氣系統組成:鋼管道、單向活門、調節和切斷活門，壓力調節器和空氣冷卻系統。工作:發動機接受壓力空氣，調節它的壓力和溫度，并引導其通過引氣切斷活門到氣源總管。氣源總管包括分配、隔離、空氣清潔和壓力指示部件。它互連來自發動機、輔助動力裝置或地面氣源車的壓力源，并且按需要引導到空調、熱防冰或發動機啟動系統。管道是鈦合金結構。25空氣系統組成:3空氣系統26空氣系統4空氣系統－部件冷卻13.2發動機主要部件冷卻需要冷卻的主要區域是燃燒室和渦輪。冷卻空氣用于控制壓氣機軸和盤的溫度，既可以對其冷卻，也可以為它們加熱。保證了溫度的均勻分布，并通過控制熱膨脹，保持最小的葉尖和封嚴間隙，改善了發動機效率。

27空氣系統－部件冷卻13.2發動機主要部件冷卻5空氣系統－部件冷卻28空氣系統－部件冷卻6空氣系統－部件冷卻燃燒室冷卻借助于二股流氣沿火焰筒壁的內表面流動，形成一層隔熱空氣膜，將火焰筒壁面與熱燃氣隔開。這部分空氣約占總進氣量的3/4。渦輪冷卻的原因及意義:高的熱效率取決于高的渦輪進口溫度，它受渦輪葉片和導向器材料的限制。對這些部件進行連續不斷的冷卻可以允許它們的環境工作溫度超過材料的熔點而不影響葉片和導向器的整體性。從渦輪葉片向渦輪盤的熱傳導要求對輪盤加以冷卻，從而防止熱疲勞和不可控的膨脹率和收縮率。渦輪導向葉片和渦輪葉片的壽命不僅取決于它們的結構形式，而且還與冷卻方法有關，因此內部流道的氣流設計很重要。單通道內部對流冷卻具有很大的適用效果，多通道的內部冷卻渦輪葉片，帶外部氣膜冷卻沖擊式冷卻也已采用

29空氣系統－部件冷卻燃燒室冷卻7空氣系統－部件冷卻30空氣系統－部件冷卻8空氣系統－部件冷卻

軸承腔冷卻在需要冷卻的情況下，好的做法是設一個雙層壁的軸承座，讓冷卻空氣通入其中間的空腔?？諝膺€用于軸承滑油腔增壓。封嚴封嚴件用于防止滑油從發動機軸承腔漏出，控制冷卻空氣流和防止主氣流的燃氣進入渦輪盤空腔。封嚴件用于防止滑油從發動機軸承腔漏出，控制冷卻空氣流和防止主氣流的燃氣進入渦輪盤空腔。在燃氣渦輪發動機上使用了多種封嚴方法，選擇何種方法取決于周圍的溫度和壓力、可磨損性、發熱量、重量、可用的空間、易于制造及易于安裝和拆卸。軸承腔封嚴空氣來自壓氣機。31空氣系統－部件冷卻軸承腔冷卻9空氣系統－部件冷卻32空氣系統－部件冷卻10附件冷卻

發動機的一些附件會產生大量的熱，其中發電機即是一例。這些附件常常需要有它們自己的冷卻通路。此外，發動機機匣、點火導線也需要空氣冷卻。機匣冷卻來自外界空氣。33附件冷卻

發動機的一些附件會產生大量的熱，其中發電機即是一例空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制不穩定工作:壓氣機特性告訴我們，無論在任何轉速下，不斷地減小進入壓氣機的空氣流量，到一定的程度，壓氣機都會進入到不穩定工作狀態。失速：在壓氣機轉速保持不變的情況下，由于某種原因進入壓氣機的空氣流量減少，造成葉輪進口攻角過大，在葉背處發生氣流分離的現象叫失速。喘振：發生在壓氣機軸線方向上的低頻高振幅的振蕩現象叫喘振。防喘采用的主要措施有：中間級放氣，壓氣機靜子葉片可調，采用多轉子。

34空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制1空氣系統－壓氣機穩定性控制壓氣機空氣流量控制（防喘原理）也可以說壓氣機防喘措施主要有采用中間級放氣，壓氣機靜子葉片可調和采用多轉子，即通過在非設計狀態下，改變速度三角形的絕對速度的軸向分量、絕對速度的切向分量和圓周速度，從而使氣流相對速度對轉子葉片的迎角同設計狀態相近，避免葉片失速。35空氣系統－壓氣機穩定性控制壓氣機空氣流量控制（防喘原理）空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制壓氣機喘振的探測目前是依據壓氣機出口壓力的下降率或轉子的減速率來判斷。一旦探測出發生喘振，可自動打開放氣活門，可調靜子葉片在關的方向上再調幾度，瞬時減少供油，提供高能點火以防止燃燒室熄火力圖從喘振狀態恢復過來。壓氣機的喘振裕度：即壓氣機共同工作線與喘振邊界線之間的距離叫喘振裕度。為避免壓氣機進入喘振區，壓氣機應具有一定的喘振裕度。發動機喘振常出現的階段有啟動、加速、減速和反推。對于雙轉子軸流式壓氣機，加速時高壓轉子容易進入喘振區；減速時低壓轉子容易進入喘振區。36空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制1空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制放氣活門打開放掉一部分壓氣機中間級的空氣。這一般在低功率和迅速減速時，一旦脫離喘振區，放氣活門關閉。活門關閉過早或過晚均不利，關閉過早發動機沒有脫離喘振范圍，仍可能喘振；關閉過晚，放掉空氣，造成浪費。關閉轉速還受大氣溫度變化，大氣溫度高，關閉轉速應增大。新型發動機上采用可調放氣活門（VBV），活門開度是可變的，根據發動機狀態參數計算決定開、關和開度大小。活門實際位置通過反饋鋼索傳回控制器與要求位置比較。37空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制1空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制可調靜子葉片（VSV）是將高壓壓氣機的進口導向葉片和前幾級靜子葉片做成可調的，當壓氣機轉速從其設計值往下降低時，靜子葉片逐漸關小，以使空氣流到后面的轉子葉片上的角度合適。當壓氣機轉速增加時，靜子葉片角度逐漸開大。可調靜子葉片的轉角根據發動機參數計算，其輸出控制作動器的移動，再通過搖臂組件、主桿、連桿等傳到作動環，作動環使連到它上面的所有葉片同時轉角。葉片實際位置通過反饋鋼索傳回控制器與要求位置比較。保證反饋鋼索準確傳送實際位置是非常必要的。反饋鋼索要定期的或結合故障查找進行檢查和調整。按照維護手冊的程序進行如行程檢查、阻力檢查和校裝。38空氣系統－壓氣機穩定性控制13.3壓氣機穩定性控制1空氣系統－防冰13.4引氣防