氣每經過一級轉子葉片後,壓力、速度和溫度都會提升,經過一級靜子葉片的減速、增壓和整流後,再進入下一級轉子葉片。所以為了得到較高的增壓比,單級增壓是不可取的,將多級組合起來形成多級軸流壓氣機,增壓比低的可以三至五,高的可以達到二三十甚至四五十。不過,增壓效果是很好,但靜子轉子的加工可就非常麻煩,沒有高精度的加工裝置是做不出“狼牙棒”的。
考驗一個國家工業實力的可不僅僅是靜子轉子,燃燒室也是發動機最為重要的一個部件。空氣經過壓氣機增壓後形成了高壓的較高溫度空氣並進入了燃燒室,在這裡將與燃料進行燃燒,氣體的溫度、壓力都將陡增,最後形成的高溫高壓空氣將衝向渦輪。
燃燒室有外套、火焰筒、噴嘴和渦流器。壓氣機過來的氣體將被分為兩部分,小部分氣體流入火焰套筒頭部及其小孔後與燃料進行混合燃燒,而大部分的氣體則必須沿著火焰筒和外套之間的通道向後流通以冷卻火焰筒壁,不至於讓火焰筒筒壁溫度太高、渦輪因過熱而燒燬,但即便是這樣燃燒室的溫度也是相當恐怖的,材料工藝不過關,是絕對不能做出好的發動機,即便做成了,也不能在使用時長、工作壽命等方面做到優秀且實用。
渦輪的功用在於將燃燒室出口的,大量的高溫高壓氣體能量轉化為機械能。燃燒室噴湧而出的燃氣衝擊渦輪使工作葉輪高速旋轉,機械能以軸功率輸出,驅動了壓氣機、風扇、螺旋槳或者其他附件工作。經過渦輪後的高溫高壓氣體溫度和壓力都降低了不少,速度增加了很多,經過收斂形狀的尾噴管後產生推力。
渦輪的組成其實和壓氣機很相似,靜止的導向器和轉動的工作葉輪是其關鍵所在。兩者都在徑向安裝有很多的葉片,其通道都為收縮形,承受高速高溫高壓的氣流不斷衝擊,做每分鐘幾千轉、幾萬轉的高速旋轉運動,因而工作葉片必須承受很大的離心力、必須有很好的耐高溫耐腐蝕特性。;
“發動機的推力與渦輪前燃氣的溫度有關。溫度越高推力越大,但渦輪葉片材料的耐熱性是有限的,採用冷卻措施也只能讓限制範圍增大至1200攝氏度左右,單靠提高燃氣的溫度來增加推力是不可行的。但流經渦輪的高溫燃氣中還有不少的氧氣,並且這一段內沒有任何的轉動部件限制溫度的升高幅度,在渦輪的後面增設一個燃燒室再次噴油燃燒,可以將溫度提升至1700攝氏度左右。有了這種加力燃燒,燃氣的能量和排氣速度都將大幅度提高,並且沒有改變其他部件的任何工作狀態,卻能獲得推力百分之二十以上的提升,甚至更高。當然,帶來的燃油消耗過快、溫度過高等問題也是不容忽視的……”
“我們這臺發動機預計推力有八千牛,也就是800da。推重比預計在2。7左右。在經過一次檢查後,我們將進行首次試車。另外,渦輪風扇、渦輪螺旋槳、渦輪軸等的研究工作的進展非常之快,預計明年三月份將陸續有試驗品製成。相關的試飛機型研究工作也已經展開,如果這臺發動機能夠順利完成所有測試和實驗,第一架噴氣式飛機將會在30年左右試飛成功。”
“這時間安排得挺緊湊的啊!”張宇笑呵呵的感嘆一聲,拍了拍泰山發動機一下,說道:“一直以來航空技術發展是以航空發動機的研究為主,計算機技術與發展尤以計算機整合技術研究為主。泰山計劃中最為重視的便是這兩個大型專案,除了生物製藥之類的沒有摻和進來,其餘部門都被拉扯進來了。你們的要求就是他們進步的動力,就說咱們眼前這臺發動機,你們要什麼樣的材料、必須要有怎麼的機械效能,其他的科研機構就得儘量滿足,包括計算機技術與發展專案組。”
“這個問題可就不是我們能左右的,沒有他們的支援我們也不可能取得進步。”
從回國到現在,王助走了很多的路,從飛機總設計師到如今的噴氣式發動機專案組組長,他的成長過程除了用加班熬夜形容之外,更多的是不斷的學習與實踐,技術條件要求不高、難度不大的活塞式飛機的成功,並不意味著噴氣式飛機還能繼續順利,要想做出成績只有埋頭苦幹,泰山計劃的目的就在於此。
“很期待你們能研發出更好的發動機,推重比和功重比更大的、使用時長更久的、耗油率更低的發動機。”聽了老半天,一旁的張雨生只能給出這麼一句鼓勵,多餘的話他講不出,也說不出什麼有科技含量的東西,而就在他們談話的同時,在自治區的而另一個地方,有個富含科技的東西誕生了。
位於貴州境內的中國航空工業第二集團,之所以在有些偏遠的貴州發展