2.2.1 涡桨发动机的工作原理
2025年09月20日
2.2.1 涡桨发动机的工作原理
涡桨发动机结构示意如图2-19所示。与涡喷发动机相比,除进气道、压气机、燃烧室、涡轮、转子轴和尾喷管外,涡桨发动机在进气道前还布置减速齿轮和螺旋桨。其中,螺旋桨由涡轮驱动。由于涡轮转速较高,而螺旋桨直径较大、转速有限,涡桨发动机需配备减速器,以便将涡轮的转速降低到螺旋桨工作所用的转速,同时获得较大的扭矩。
涡桨发动机在工作过程中,燃气膨胀做功的绝大部分可用能量由涡轮吸收并从动力输出轴上输出,用以驱动螺旋桨,螺旋桨高速旋转驱动气流产生推力。在涡桨发动机中大约有95%的推力产生于螺旋桨驱动的空气;而自尾喷管排出的空气,由于温度和速度极低,所产生的推力一般比较小,仅占总推力的5%左右。
图2-19 涡桨发动机结构示意
因为绝大部分能量被涡轮“收集”,发动机排出的能量大大降低,所以涡桨发动机的经济性好、耗油率低,适合作为长时间、远距离的飞行器动力装置。但是,涡桨发动机由于使用螺旋桨作为推进器,难以突破声速,仅适合低速亚声飞行。目前,涡桨发动机主要用于远程(>1 000 km)、中/长航时(>10 h)、亚声速(Ma<1)无人机。