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渦輪螺旋槳發(fā)動機
渦輪螺旋槳發(fā)動機
渦輪螺旋槳發(fā)動機(渦輪螺旋槳發(fā)動機)
是一種通常用于飛機上的燃氣渦輪發(fā)動機（gas turbine engine）。渦槳發(fā)動機的驅動原理大致上與使用活塞發(fā)動機作為動力來源的傳統(tǒng)螺旋槳飛機雷同，是以螺旋槳旋轉時所產生的力量來作為飛機前進的推進力。
目錄 簡介 優(yōu)缺點 應用范圍 差異分析 收縮展開 簡介其與活塞式螺槳機主要的差異點除了驅動螺旋槳中心軸的動力來源不同外，還有就是渦槳發(fā)動機的螺旋槳通常是以恒定的速率運轉，而活塞動力的螺旋槳則會依照發(fā)動機的轉速不同而有轉速高低的變化。
優(yōu)缺點優(yōu)點
雖然渦槳發(fā)動機的燃燒室與渦輪噴氣發(fā)動機類似，但為了自排廢氣中回收較多的動力以驅動螺旋槳，渦槳引擎的渦輪（Turbine）端之扇葉級數(shù)比較高。相反的，由于渦輪噴氣發(fā)動機主要的推進力都來自于熱氣直接排放至大氣中所產生的反作用力，因此其渦輪端的扇葉級距數(shù)越小越好，只需保持足夠的回收動力用來驅動壓縮端的扇葉即可。
缺點
事實上，渦槳發(fā)動機的效率亦高于渦輪風扇發(fā)動機，但是使用渦槳引擎的飛機速度通常較渦輪風扇發(fā)動機的飛機來的低。原因是渦槳引擎的涵道比通常比渦輪風扇引擎來的高，但是也造成其槳葉端部分速度很高，有產生激波的可能。另外，因渦輪轉動速度很快，使得渦輪與螺槳之間必須要有變速齒輪，來降低螺槳轉速使其葉端不要超過音速。所以使用螺槳發(fā)動機的飛機會多個變速齒輪的重量。
應用范圍為了提高效率，人們索性便拋去了風扇的外涵殼體，用螺旋槳代替了風扇，便形成了渦輪螺旋槳發(fā)動機，簡稱渦槳發(fā)動機。渦輪螺旋槳發(fā)動機由螺旋槳和燃氣發(fā)生器組成，螺旋槳由渦輪帶動。由于螺旋槳的直徑較大，轉速要遠比渦輪低，只有大約1000轉/分，為使渦輪和螺旋槳都工作在正常的范圍內，需要在它們之間安裝一個減速器，將渦輪轉速降至十分之一左右后，才可驅動螺旋槳。這種減速器的負荷重，結構復雜，制造成本高，它的重量一般相當于壓氣機和渦輪的總重，作為發(fā)動機整體的一個部件，減速器在設計、制造和試驗中占有相當重要的地位。 渦輪螺旋槳發(fā)動機的螺旋槳后的空氣流就相當于渦輪風扇發(fā)動機的外涵道，由于螺旋槳的直徑比發(fā)動機大很多，氣流量也遠大于內涵道，因此這種發(fā)動機實際上相當于一臺超大涵道比的渦輪風扇發(fā)動機。
差異分析與渦輪風扇發(fā)動機的差異 盡管工作原理近似，但渦輪螺旋槳發(fā)動機和渦輪風扇發(fā)動機在產生動力方面卻有著很大的不同，渦輪螺旋槳發(fā)動機的主要功率輸出方式為螺旋槳的`軸功率，而尾噴管噴出的燃氣推力極小，只占總推力的5%左右，為了驅動大功率的螺旋槳，渦輪級數(shù)也比渦輪風扇發(fā)動機要多，一般為2～6級。 同活塞式發(fā)動機+螺旋槳相比，渦輪螺旋槳發(fā)動機有很多優(yōu)點。首先，它的功率大，功重比（功率/重量）也大，最大功率可超過10000馬力，功重比為4以上；而活塞式發(fā)動機最大不過三四千馬力，功重比2左右。其次，由于減少了運動部件，尤其是沒有做往復運動的活塞，渦輪螺旋槳發(fā)動機運轉穩(wěn)定性好，噪音小，工作壽命長，維修費用也較低。而且，由于核心部分采用燃氣發(fā)生器，渦輪螺旋槳發(fā)動機的適用高度和速度范圍都要比活塞式發(fā)動機高很多。在耗油率方面，二者相差不多，但渦輪螺旋槳發(fā)動機所使用的煤油要比活塞式發(fā)動機的汽油便宜。 由于涵道比大，渦輪螺旋槳發(fā)動機在低速下效率要高于渦輪風扇發(fā)動機，但受到螺旋槳效率的影響，它的適用速度不能太高，一般要小于900km/h。在中低速飛機或對低速性能有嚴格要求的巡邏、反潛或滅火等類型飛機中的到廣泛應用。
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