涡轮螺旋桨发动机简史

《涡轮螺旋桨发动机简史》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、涡轮螺旋桨发动机简史　　起源　　涡轮螺旋桨发动机的研究工作最早可追溯到二战之前，早在1930年，英国皇家空军技术军官弗朗克?惠特尔爵士（FrankWhittle）就率先提出了涡轮喷气式推进的概念，从而被公认为“现代喷气式发动机之父”。惠特尔的喷气式发动机理念先进，但是推进效率非常低下，名不见经传的匈牙利工程师雅各?简德拉斯克（GyrgyJendrassik）在惠特尔的研究基础之上，提出了一个新的发动机概念――涡轮螺旋桨发动机，他的思路是：若喷气式飞机的飞行速度一定，要提高喷气式发动机的推进效率，就要尽量加大喷气式发动机的气流量（即简单理解为在同等发动机功率的条件下尽量推动更多的空气），

2、这样就可降低喷气式发动机排气速度和飞行速度的差值，从而提高发动机的推进效率。如能在涡轮喷气发动机上装一副由涡轮驱动的螺旋桨就可以有效加大喷气式发动机的迎风面，大幅增加喷气式发动机的气流量，并能降低喷气式发动机排气速度，从而显著提高喷气式发动机的推进效率，这就是今天的涡轮螺旋桨发动机的最初雏形，按照航空发动机技术发展的观点看，也可将涡轮螺旋桨发动机理解为外涵道（或者说涵道比）无限大的涡轮风扇发动机。7　　雅各?简德拉斯克根据自己的研究成果，于1937年设计了世界上第一种涡轮螺旋桨发动机CS-1，并用自己的名字给新发动机命名，据推算CS-1功率达到294千瓦。1940年，雅各?简德拉斯克的

3、CS-1涡轮螺旋桨发动机进行了地面试车，并计划装在匈牙利国产VargaRMI-1X/H型双发侦察/轰炸机上进行飞行试验。但随着二战的爆发，匈牙利被绑上纳粹德国的战车，CS-1涡轮螺旋桨发动机的发展被迫取消。　　萌芽　　二战中，涡轮喷气式发动机得到了迅猛的发展，在1945年二战结束前夕，德国已经有13种喷气式发动机实现了飞行，其中发展最为成熟、走得最远的喷气式发动机，也被公认为是现代喷气式发动机鼻祖的就是容克斯公司的Jumo-004发动机，Jumo-004是世界上最早投入使用的喷气式发动机，也是最早使用的轴流式喷气式发动机。世界上第一种投入实战的喷气式战斗机Me-262所使用的就是Jum

4、o-004发动机。在整个战争期间，德国一共生产了6000余台各型Jumo-004发动机，用以装备Me-262战斗机，AR-234轰炸机，GO-229飞翼机，Ta-183战斗机等。　　二战结束后，美国和苏联的战后第一代战斗机所使用的喷气式发动机都是以Jumo-004为蓝本进行设计的。7　　Jumo-004发动机是革命性的，但是缺点也十分突出：使用寿命短（Jumo-004B-1为20小时）、推进效率低、油耗大（Me-262的最大航程只有区区1000千米，作战半径400千米左右）。这些缺点严重限制了Me-262战斗机的作战效能发挥。为了克服这些问题，德国工程师开始在Jumo-004的基础上研

5、究涡轮螺旋桨发动机的改进方案，最主要的改进措施是将Jumo-004的1级涡轮变成2级涡轮，并降低涡轮的转速（从8700转/分降低到5000转/分），并通过减速齿轮使两个涡轮的转速不同，并驱动不同的转动轴，转速较快的涡轮用于驱动压气机，而转速较慢的涡轮通过减速齿轮减速后用于驱动两副对转的螺旋桨，这样不仅提高了发动机的整体推进效率，还通过降低转速减小了涡轮的磨损，延长了发动机的使用寿命。其他改进措施还包括将Jumo-004的压气机级数从8级增加到11级，以此来提升压气机的空气压缩效率，同时还将Jumo-004的燃烧室数量从6个增至8个来提升燃料的燃烧效率等。通过以上改进，德国空军的涡轮螺旋

6、桨发动机Jumo-022诞生了。　　Jumo-022是德国空军梦寐以求的革命性发动机，功率达到3677千瓦。但随着德国的战败，苏联全盘接收了Jumo-022的技术资料和研制人员，苏联库兹涅佐夫设计局（Kuznetsov）将Jumo-022放大，研制出了11032千瓦的NK-12巨型涡桨发动机，并成功应用于图-95“熊”战略轰炸机、安-22军用运输机和图-114民用运输机上。　　而位于乌克兰的伊伏琴柯设计局（Ivchenko）则继续改进Jumo-022，并研制出了安-12运输机（运8）上使用的Al20（涡桨6）发动机，Al20发动机的缩小版就是安-24（运7）上使用的Al24（涡桨5）。

7、7　　德国空军的另一个涡轮螺旋桨发动机研究项目是戴姆勒?奔驰公司的DB?021项目，DB?021涡桨发动机源于亨克尔公司的HeS-011涡喷发动机，即利用HeS-011的涡轮驱动一幅六叶螺旋桨，来提高推进效率。DB?021可大幅提升德国空军喷气式作战飞机的性能。一旦DB?021研制成功，Me-262在飞行速度不大幅下降的前提下，航程可提升2倍以上，作战半径能够提高到近1000千米。在DB?021投产前，德国工程师就计划在Me-262的基础上发展