第172章 研制新的发动机-《重生时空门》


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    保罗威尔森伸出一根手指比划道:“2500系列功率最大的型号是326兆瓦,美国的1000的最大排水量是15000吨,用的就是这台燃气轮机,而12基础型号起步就是45兆瓦,而它的零配件比2500少了一半,体积小三分之一,重量更是只有2500的五分之三。12也是21世纪初期,哪怕是到了21世纪中页,它也是世界上功率最大同时也是最先进的燃气轮机之一。”

    妈呀,光是基础型号就有45兆瓦的功率,那它的后期型又该是多大的功率啊!!!,这么大的功率不要说1000了,哪怕是前苏联的基洛夫巡洋舰对它来说都是30节以上的航速满世界跑。

    要知道福特级航母上两台核动力反应堆,加起来也不过才186兆瓦,军舰一般都是采用两组4机并联驱动,这加起来就是180兆瓦,这哪里是推军舰,分明是推航母好吧!

    李怡炫被这台超级燃机轮机给惊倒了,好一会才回过神来继续问道:“核心机改造完了以后,发动机的结构设计上你也采用100的方案吗?”

    “不,不采用100的结构设计,采用110的结构。”保罗威尔森说道。

    的所有型号的发动机在高压转子的设计上一贯采用的是110支承方式,即高压压气机前为滚珠轴承,后支点设在高压涡轮前,也就是说100的高压涡轮是悬臂支承的,该轴承的负荷是通过燃烧室机匣传出。这种设计不仅使发动机承力框架数多,而且高压涡轮由于要装轴承使轴径小、且涡轮盘是悬臂支承的,给转子动力学设计带来困难。

    公司的发动机军用的有101,110、404,民用的有56中,高压转子则采用了101支承方式,即转子的后支点设在高压涡轮后,且采用了中介轴承,即该轴承的外环固定于高压转子上,内环固定于低压转子上。这种布局不仅可减少承力框架,而且高压涡轮轴轴径可做得很大,增加了转子刚性,它的缺点是中介轴承的润滑与封严较为复杂些。

    101支承方式经过多年的实践,被证明是涡扇发动机最优的设计方案,后来也一改以前的设计方案,也采用101支承方式,像119、135,以及后来的8000也是这种设计方案,可以说100在总体性能上始终要比110要差那么一点,就是因为他的110支承方式在一定程度上被拖了后腿。

    值得一提是,原先的发动机采用的都是双级高压涡轮设计,但始终不渝的坚持单级高压涡轮方案。

    双极高压涡轮设计方案有点是,每级涡轮的负荷涡轮效率要大些,但带来零件多,重量大的缺点。而单级高压涡轮虽然涡轮效率稍低,但收到了使发动机的结构简单,零件教少,重量轻等好处。后来在119的设计中,普惠公司也一改以往的做法,采用了单级高压涡轮的设计,从而提高了发动机的推重比。

    保罗威尔森很快就画了一张设计草图,跟李怡炫预想的一样,发动机采用的是101支承方式,但燃烧室没有采用110的方案。原110的燃烧室采用的是s合金经机加工而成的短环形燃烧室。燃油经20个双锥喷嘴和20个小涡流杯喷出并雾化,实现无烟燃烧。

    而保罗威尔森的燃烧室设计方案采用的是100方案,即全环形分级单循环燃烧室欧洲200的燃烧室,双层浮壁式火焰筒,外层为整体环形壳体,在壳体与燃气接触的壁面上铆焊有薄板,薄板与壳体间留有一定的缝隙,使冷却两者的空气由缝中流过。临界气膜冷却,并采用大直径的双路气动雾化燃油喷嘴,使用电容放电点火。

    这种火焰筒又称瓦块式火焰简,119包括它竞争发动机120也是采用的这种火焰筒,该火焰筒最大的优点是能有效改善火焰筒的工作条件,不仅可提高火焰筒的寿命,与燃气接触的瓦片烧坏后还可更换,而且还可使排气污染物减少。

    而的双路气动雾化燃油喷嘴,是气动式喷嘴的一种,它最大的优点是能改善燃油雾化质量提高燃烧完全度,减少排污,同时还能消除一般离心式喷嘴易生积炭的问题。

    加力燃烧室是不变,依然采用110的躲根径向火焰稳定器结构,也就是让回旋式混合器使内的空气和外涵气流有效混合。内涵气流中90的空气在燃油喷入外涵气流前燃烧完,使整个工作范围内温升平稳。这种加力燃烧室的优点是结构简单,加工工艺相对简单,火焰燃烧稳定可靠不容易熄灭,而且相对省油。

    这种加力燃烧室甚至比119的加力燃烧室都要好很多,唯一的缺点是该加力燃烧室的重量相对较大,很影响发动机的整体推重比。

    不过保罗威尔森早就有此准备,他决定在材料上下工夫,110的加力燃烧室用的是625合金,而他准备采用高铌钛铝阻燃合金,内衬氮化硅基二氧化钍金属陶瓷,具有极强的耐高温和抗腐蚀能力,而且它的单位重量比铝合金轻了30,结构强度高、钢性大、弹性强、加工性能也教好,缺点就是价格昂贵。

    李怡炫大概估算了一下,与625合金比起来,两者在成本上相差不大,但保罗威尔森的方案在性价比上更具优势。

    发动机的喷口采用200的全程可调收敛扩张式,喷口面积由液压作动筒和作动环控制,主、副喷管的调节板分三段铰接,在凸轮和滚柱上移动,以调节喷口面积,喷管外壳材料为焊接的钛合金。该喷口的最大优点是,能把发动机喷出的高温火焰气流,能最大程度的发挥出来,在一定程度上能间接提高发动机的推进效率。缺点就是对工艺要求很高,价格也较贵。

    除了西方发达国家,像俄罗斯和中国这样的发展中国家,一般不会采用这样的喷口,他们一般喜欢使用鱼鳞结构的气动喷射式收敛扩张喷口,该喷口的优点是结构相对简单、容易加工、成本低廉但缺点也很明显,喷口重量偏重,火焰的推进效率不高。比如31和涡扇10发动机就是这样的喷口。


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