微型涡轮讨论帖

猛龙C

前几天，在998大侠的贴子里说起了微型涡轮，这是个很有意思的东西。
还有一些问题，感觉没说完，因此在这里专门开一贴说一说，哈哈。诸位大侠，听我乱侃，心情好您想说什么就说，不想说什么请忽略。哈哈

效率，不用多说，其效率高不过活塞机，高不过大涵道比涡扇。那么这个小涡喷加个风扇难度在哪里？大侠们请都说说。

轴的支撑，大型涡轮机的支撑是轴瓦，油膜润滑。那么这个微型涡轮机是什么情况？您说说。

转速，目前的微型涡轮动辄50000转/分以上的转速，这是什么原因？高转速对转动部件提出了很高的动平衡要求，如何能使转速在不影响推力的情况下降低？

材料，尽管是微型的，但是其涡轮入口温度也在1000℃以上，这个燃烧室、涡轮、喷管有需要什么样的材料？

为了保证较好的燃气利用，涡轮需要良好地气动形状，必然较复杂，涡轮是如何成形的？同时，压气机的设计和进气效率息息相关，这个压气机叶轮又如何加工？

微涡采用何种方式启动较为合理呢？压缩空气？电起动器/发电机组合？为什么？

微型涡轮常常用到的场合是客运/货运飞机、战斗机、大中型直升机的辅助动力系统、巡航导弹、无人机、超轻型飞机的动力系统，这几个应用场合对发动机的寿命要求是不一样的。导弹是用一次就完，大飞机上则希望长一些，要不300小时就得大修一次，用上1000小时报废了，虽然和大飞机的整体费用相比不算什么，但也是费用啊，也要耗人工啊，轻型飞机上也希望寿命能长一些。但长寿设计又会对产品成本形成压力。寿命究竟取决于那些因素？大家都说说。

问题其实还有好多，大家可以参加讨论，也可以补充问题。俺说的这些权当抛个砖，哈哈

2266998

哈哈，大虾，还是以前的老问题了，

1，微涡轮，早期是涡喷，这个就不必说了，效率与寿命都不会好，结构决定了的，后来玩的‘小函道比微涡轮’，算是改进了，

2，微涡轮为什么效率好不了，是其结构与原理决定的，效率提高，必须提高函道比，一部分气流走外函道，办不到这个就没辙，或者走涡轮轴的形式，由大后略桨扇驱动，世界上热闹过一阵，但最终被RR大函道‘顶下去了’，米国自己玩大函道，玩冲压，玩小函道，但不能捏死他最亲密的兄弟，于是RR大函道，一定会存在几十年的，

一个例子就是米国74-75年掐死了车机的‘复合动力’，直到98年才放给丰田去玩，假如70年代玩这个，会杀死沙特的，这是不允许的，

3，微涡轮在民用不会有前途，其成本，价格，材料的稀缺性决定了的，

4，材料，轴承，现在都能解决，陶瓷化处理，都可以，但成本你无法接受，毕竟活塞机是铸铁的，你怎么降低成本也不能镍基合金比铸铁便宜，因为现在活塞机的数学模型还没有用完，世界上玩这个的资本家就决定不会允许你淘汰活塞机，因为连‘塞斯纳’都用活塞机，这就是商业行为，

5，军用是大有前途，高性能无人机，巡航导弹，都需要这些，

6，国内没有这些合适的数学模型，材料研究也毕竟浅，不会有飞速发展的，但可以作为娱乐玩具，哈哈，

好方案

2266998 发表于 2014-6-12 10:32
哈哈，大虾，还是以前的老问题了，

1，微涡轮，早期是涡喷，这个就不必说了，效率与寿命都不会好，结构决 ...

一个例子就是米国74-75年掐死了车机的‘复合动力’，直到98年才放给丰田去玩，假如70年代玩这个，会杀死沙特的，这是不允许的，


愿闻其详。

lbflzcl

很深奥啊，学习了

猛龙C

好方案 发表于 2014-6-12 11:03
一个例子就是米国74-75年掐死了车机的‘复合动力’，直到98年才放给丰田去玩，假如70年代玩这个，会杀死沙 ...

微型涡轮发动机我感觉正渐渐在通用航空领域崭露头角。
活塞发动机在通用航空小飞机领域尽管正如日中天，但是有一个问题：航空燃料只有壳牌一家在生产，主要是AV100LL，也就是100号低铅航空汽油。据壳牌的官网介绍，这种油在欧洲市场已经因为环保原因遭到抵制，美国市场尽管目前是全世界最大的通用航空市场，但消耗量依然有限，并且也面临环境压力。在中国市场上根本没有这一牌号的油品供应。国内的航空汽油则不向民间发售，每次在中国搞国际级的特技航空活动，燃油供应都是问题。当年俺为原单位引进米国一款发动机的时候，燃油就成了最大的问题。

涡轮发动机消耗航煤，显然这是个有利因素。
当然这东西昂贵的价格是个最大的不利因素，这个问题还这不好解决。但是中国‘有钱’啊，哈哈

猛龙C

好方案 发表于 2014-6-12 11:03
一个例子就是米国74-75年掐死了车机的‘复合动力’，直到98年才放给丰田去玩，假如70年代玩这个，会杀死沙 ...

没错，现在超轻型飞机所用的发动机多数是Rotax公司的产品，以582,912和914为主，具体比例我没有数据，其所用的燃油的确是汽车油，但是发生空中停车的事故也的确不少。
壳牌官方网站对飞机发动机使用汽车油有非常严厉的警告，因为汽车油在研制思路上就没有考虑到汽油在气压减小的空中环境所带来的‘气锁’问题，这对汽车不是问题，即使停车了，靠边就可以，小事一桩，但飞机停车了就没那么简单了，谁在空中谁知道。这也是美国一直在使用AV100LL的原因之一。
有一点，Rotax的产品说明书上明确说明，其产品有潜在停车的可能，请用户注意。需要明确，这些发动机是设计用于雪地摩托之类的车辆上的。
燃油究竟如何解决目前还没有说法，但都在想办法是肯定的。

wan206

2266998 发表于 2014-6-12 10:32
哈哈，大虾，还是以前的老问题了，

1，微涡轮，早期是涡喷，这个就不必说了，效率与寿命都不会好，结构决 ...

赞

雨_辰

够大够深奥

隔一眼相望

大侠说的都是高大上的玩意，哈哈，记得德国的grw有专门为微型涡轮生产的氮化硅轴承，5%的滑油混合润滑。

猛龙C

2266998 发表于 2014-6-12 10:32
哈哈，大虾，还是以前的老问题了，

1，微涡轮，早期是涡喷，这个就不必说了，效率与寿命都不会好，结构决 ...

谢大侠回复

和其它各项技术一样，喷气推进的技术也是一点点进步的。关键是需要不断地，数年数十年不断地推进技术进步。
涡喷效率低，小涵道比涡扇要好一些，大涵道比涡扇更好，但应对高马赫数的时候，次序是相反的。因此要看具体应用场合。
也正因为如此，GE在F120发动机上发展出了变循环，但好像SR71的发动机就是变循环的，米国的技术真是遥远啊。

问题一，8爷您看，有没有这样一种可能，微型大涵道比的涡扇是否会有独特的技术经济性，我是说，单位推力油耗是不是可以有很大变化？当然成本上和活塞机相比要高的多，经济性上就把我的这个说法给堵死了。但真是死路吗？

问题二，涡轮机的燃烧室究竟是怎样加工成形的？旋压？焊接？其难点在哪里？不管是涡喷还是涡扇，都离不了燃烧室，它是核心机的重要组成部分。

问题三，涡喷走向涡扇，这个技术难度究竟出在哪里？我对国内一直搞不出涡扇很疑惑。

暂时想到这几处疑问。

补充几句，小功率发动机上，貌似涡轮很难和活塞竞争，只好在大推力，或者高马赫工况下施展身手。