槳扇發動機實際上就是沒有函道管的渦扇發動機
謝邀,槳扇發動機英文名為propfan,字面原意為開放式轉子渦扇發動機,從本質上講他是屬於渦扇發動機的一個變種。從結構上說,槳扇發動機是把渦扇發動機外面的函道管拆掉,並對外函道風扇進行針對性修改。
常見的民航渦扇發動機結構
槳扇發動機,拆掉了外涵道風扇,增加旁通量,但渦輪噴氣機自身產生推力依然相當可觀
渦扇發動機實質上是噴氣式發動機與螺旋槳發動機的結合體。從渦輪機中引出跟轉子軸驅動外函道風扇旋轉生成旁通氣流。這部分氣流雖然流速慢,但流量大,可以產生相當可觀的低速推力。而槳扇發動機則是對旁通氣流的更加徹底的利用,特別是後置型槳扇發動機,旁通氣流與尾噴氣流的流量比可以達到30。這樣一來,燃料經濟性會非常好,可以比渦扇發動機最高節約30%-40%的燃料。
渦槳發動機結構,可以很明顯看出變速箱和渦輪機,渦扇發動機沒有變速箱,直接低速轉子帶動風扇
而渦槳發動機裡面,渦輪機只是個提供選擇動力的“工具人”。轉軸驅動前面變速箱帶動螺旋槳旋轉,依賴螺旋槳產生的拉力前進。這種推進方式主要問題在於,速度和飛行高度受限,高度越高大氣密度越低,產生的拉力就越少;螺旋槳迎面面大,速度越快阻力越大。並且螺旋槳葉尖速度不能超音速,否則產生的音障和激波會打斷槳葉,螺旋槳拉力也有極限。
概括來講,槳扇發動機就是在渦扇發動機範圍內更大範圍的利用風扇產生外部氣流推力,但並不是跟渦槳發動機一樣依賴螺旋槳產生的氣流拉力。如此可以換取更高的低速推進效率,但飛行速度和高度要比渦槳發動機的飛機要好。槳扇發動機概念提出得很早,早在1935年德國航空工程師就提出過,但真正實質性研發一直到上世紀70年代石油危機時期,其燃料經濟性讓各大航空公司開始重視。
當時西方國家普遍研究的是後置型槳扇發動機,結構更簡單,可靠性要好,但難以做大推力
然而這種發動機並沒有得到推廣應用,因為其最大缺陷在於噪音。槳扇發動機機械結構要比渦扇和渦槳發動機都複雜多,又沒有外函道管遮蔽噪音,導致他的噪音要比渦槳發動機都還大,讓人難以忍受,乘客體驗太差。並且機械結構複雜和開放式轉子等,導致故障率較高,維護經濟性差。
當時計劃應用在100-150座級客機市場,也是是廉價航空的主打區域,麥道對於後置型槳扇發動機尤其熱衷
另一方面在於大涵道比渦扇發動機的推廣,常規的渦扇發動機同樣可以提高外函道風扇尺寸等增加旁通氣流量,提高低速經濟性。在70年代初,民航客機的的外函道氣流旁通比只有3-5,而現在可以達到10-13。在當年槳扇發動機燃料經濟性要比渦扇發動機高30%-40%,但現在只有10%-15%。2014年的時候,法國賽峰搞過Progress D-27槳扇發動機,應用一系列降噪技術使其噪音水平達到國際民航組織標準,只比渦扇發動機高12分貝,但燃油經濟性只高出9%。
賽峰的D-27發動機,噪音好不容易降下去了,但燃油經濟性又沒了
至於毛熊的安-70運輸機,個人認為一方面他是軍用運輸機,不用在意乘員感受,噪音什麼的不用管。另一方面毛熊在大涵道比發動機領域也相當爛,其解體後,從西方國家進口零部件才搞出涵道比4.4的PS-90發動機。受制裁後一直到2014年才完成完全中國產化弄出PS-90A,實際效能也就相當於美歐上世紀80年代水平,自然這個槳扇發動機燃油經濟性要突出的多。
由於烏克蘭危機,安-70現在已經不可能完成
槳扇發動機實際上就是沒有函道管的渦扇發動機
謝邀,槳扇發動機英文名為propfan,字面原意為開放式轉子渦扇發動機,從本質上講他是屬於渦扇發動機的一個變種。從結構上說,槳扇發動機是把渦扇發動機外面的函道管拆掉,並對外函道風扇進行針對性修改。
常見的民航渦扇發動機結構
槳扇發動機,拆掉了外涵道風扇,增加旁通量,但渦輪噴氣機自身產生推力依然相當可觀
渦扇發動機實質上是噴氣式發動機與螺旋槳發動機的結合體。從渦輪機中引出跟轉子軸驅動外函道風扇旋轉生成旁通氣流。這部分氣流雖然流速慢,但流量大,可以產生相當可觀的低速推力。而槳扇發動機則是對旁通氣流的更加徹底的利用,特別是後置型槳扇發動機,旁通氣流與尾噴氣流的流量比可以達到30。這樣一來,燃料經濟性會非常好,可以比渦扇發動機最高節約30%-40%的燃料。
渦槳發動機結構,可以很明顯看出變速箱和渦輪機,渦扇發動機沒有變速箱,直接低速轉子帶動風扇
而渦槳發動機裡面,渦輪機只是個提供選擇動力的“工具人”。轉軸驅動前面變速箱帶動螺旋槳旋轉,依賴螺旋槳產生的拉力前進。這種推進方式主要問題在於,速度和飛行高度受限,高度越高大氣密度越低,產生的拉力就越少;螺旋槳迎面面大,速度越快阻力越大。並且螺旋槳葉尖速度不能超音速,否則產生的音障和激波會打斷槳葉,螺旋槳拉力也有極限。
概括來講,槳扇發動機就是在渦扇發動機範圍內更大範圍的利用風扇產生外部氣流推力,但並不是跟渦槳發動機一樣依賴螺旋槳產生的氣流拉力。如此可以換取更高的低速推進效率,但飛行速度和高度要比渦槳發動機的飛機要好。槳扇發動機概念提出得很早,早在1935年德國航空工程師就提出過,但真正實質性研發一直到上世紀70年代石油危機時期,其燃料經濟性讓各大航空公司開始重視。
當時西方國家普遍研究的是後置型槳扇發動機,結構更簡單,可靠性要好,但難以做大推力
然而這種發動機並沒有得到推廣應用,因為其最大缺陷在於噪音。槳扇發動機機械結構要比渦扇和渦槳發動機都複雜多,又沒有外函道管遮蔽噪音,導致他的噪音要比渦槳發動機都還大,讓人難以忍受,乘客體驗太差。並且機械結構複雜和開放式轉子等,導致故障率較高,維護經濟性差。
當時計劃應用在100-150座級客機市場,也是是廉價航空的主打區域,麥道對於後置型槳扇發動機尤其熱衷
另一方面在於大涵道比渦扇發動機的推廣,常規的渦扇發動機同樣可以提高外函道風扇尺寸等增加旁通氣流量,提高低速經濟性。在70年代初,民航客機的的外函道氣流旁通比只有3-5,而現在可以達到10-13。在當年槳扇發動機燃料經濟性要比渦扇發動機高30%-40%,但現在只有10%-15%。2014年的時候,法國賽峰搞過Progress D-27槳扇發動機,應用一系列降噪技術使其噪音水平達到國際民航組織標準,只比渦扇發動機高12分貝,但燃油經濟性只高出9%。
賽峰的D-27發動機,噪音好不容易降下去了,但燃油經濟性又沒了
至於毛熊的安-70運輸機,個人認為一方面他是軍用運輸機,不用在意乘員感受,噪音什麼的不用管。另一方面毛熊在大涵道比發動機領域也相當爛,其解體後,從西方國家進口零部件才搞出涵道比4.4的PS-90發動機。受制裁後一直到2014年才完成完全中國產化弄出PS-90A,實際效能也就相當於美歐上世紀80年代水平,自然這個槳扇發動機燃油經濟性要突出的多。
由於烏克蘭危機,安-70現在已經不可能完成