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  • 1 # 筆不意馳

    所說的風扇葉片,一般指的是低壓風扇的第一級葉片,這一級葉片經常用寬弦設計,像電風扇葉片似的。後面其他低壓葉片就沒有高壓葉片那麼高技術要求了,高壓葉片顧名思義,使用環境壓力更高,環境溫度也更高,個體也更小。

    渦輪葉片使用環境溫度是最高的,技術難度也最大,還有造價。

  • 2 # Max科技

    我們先來描述下,風扇葉片、壓縮機葉片、渦輪葉片的功能區別;航空發動機的風扇葉片作用是吸進大量空氣進行初步壓縮,壓縮後的空氣分兩路,以大約20%的空氣量進入內涵道的核心渦輪機繼續壓縮,其餘的在外涵道高速排出,產生巨大推力,80%以上的推力都是由直接排出外涵道的高速空氣產生的;壓縮機葉片:我們統稱它為壓氣機葉片,有高壓壓氣葉片與低壓壓氣葉片區分,負責對吸進來的空氣做工壓縮;渦輪葉片:利用高溫高壓燃氣流經過導向器時產生的反向衝擊力來推動渦輪葉片,渦軸的轉動扭矩由此產生;外形看起來很相似,但他們有本質的區別。

    從它們在航空發動機的安裝位置說起,如下圖所示,圖中區間2為低壓壓氣機葉輪組,區間3為高壓壓氣葉輪組,區間5為渦輪組,可以看出,它們所處的執行環境和工作性質各不相同,這是它們的不同點之一。

    其次,就是它們的材質和製造工藝也各不相同,看下面幾張關於風扇葉片、壓氣機葉片、渦輪葉片三者的詳細結構圖:(相信你能很快就分辨出它們的不同之處)

    目前,使用最廣泛的風扇葉片製造工藝就是羅羅(羅爾斯-羅伊斯)的鈦合金空心風扇葉片製造工藝,中空Z型支撐結構,結構強度高,重量又輕。(上圖為碳纖維複合材料製造工藝生產出來的風扇葉片)

    上面幾張圖可以清晰的看出,它們在外形上看似相似,但在結構和材質上大不相同;材質的不同主要是它們所處的工況決定,壓氣輪不像渦輪那樣,需要在高溫高壓的工況下持續工作,空氣透過低壓壓氣機葉片到高壓壓氣機葉片的做工壓縮,高壓壓氣機葉片出口處的溫度已經高達五六百攝氏度了,所以壓氣機葉片在材質方面採用鈦合金或鎳基合金就能夠勝任;但渦輪葉片在高溫高壓高轉速的複雜執行工況下工作,普通材料亦或是鈦合金都是無法正常工作的,就需要採用高溫合金材質製造的葉片,而且輔助於冷卻氣膜孔,或者葉片表面用陶瓷塗層技術,來提升渦輪葉片的耐高溫效能。

  • 3 # 職場有備無患

    航空發動機的風扇葉片、壓縮機葉片和渦輪葉片看起來差不多,其實它們是有很大區別的。風扇葉片就像電風扇的葉片一樣,是直接可以看到的,風扇葉片在高速旋轉的時候,用來收集發動機周圍的空氣進入發動機內部做工,所以風扇葉片並不需要太大的耐高溫特性,但是卻是葉片中個頭最大的。航空發動機內部是壓縮機葉片,它的排列順序是從前到後越來越短、越來越密,最前面的壓縮機葉片最長,只有十幾片,最後面的壓縮機葉片最短,有四十多片,就這樣越往後空氣壓縮的壓力越大、溫度越高。最後面壓縮機葉片壓縮後的空氣溫度要大於100度,為了要保證航空發動機持久的穩定性,因此壓縮機葉片必須是耐高溫高壓材料。當壓縮的空氣進入燃燒室,壓縮後航空煤油混合燃燒所產生的熱空氣溫度更高、壓力更大,這些熱空氣再往後走,就帶動燃燒室後面的渦輪葉片轉動,渦輪葉片再帶動前面的壓縮機葉片轉動,此時渦輪葉片卻要耐受2000多度的高溫高壓,渦輪葉片只能利用鈦合金新型材料製造。由於航空發動機太過於複雜,我只能知道一些基本原理,也不敢胡亂描述具體細節,免得誤導光大軍迷朋友們,就只能跟大家介紹一下葉片的區別,謝謝大家的支援!

  • 4 # 航空之家

    風扇葉片(Fan blades)、壓氣機葉片(Compressor blades&vanes)、渦輪葉片(Turbine blades%vanes//Buckets)從英文名大家應該看出來有很大差別了,其實從照片看更加直觀。這三個部件除了都叫“葉片”,其他的差異還是很大的。

    風扇葉片是渦輪風扇發動機最顯著的特徵,它首級扇葉的面積比渦噴式發動機首級扇葉大很多,部分空氣經過渦噴發動機為內涵道,內涵道的渦輪驅動首級增壓扇葉推動空氣經過外側的部分稱為外涵道,這就是為什麼我們看到的風扇扇葉都很大的原因。早期的風扇葉片主要為鈦合金制,採用實心、窄弦、帶阻尼凸臺結構。而目前世界最大的風扇葉片是GE公司GE90系列發動機,其材質已經升級為碳纖維加強高韌性環氧樹脂複合材料。

    航發中利用高速旋轉的葉片給空氣做工以提升空氣氣壓力的部件,而前端呈彎曲狀的導輪就是壓氣機葉輪葉片。轉子輪盤上的一圈圈葉片被稱為動葉,固定在機匣上相對於發動機靜止不動的被稱為靜葉。前者負責對空氣做工,增加空氣動能。後者負責將氣流的動能轉化為壓力勢能並將氣流引匯入下級動葉進口。所以我們看到壓氣機葉片一般都是擰巴的樣子,這能讓動葉減少流動損失。

    渦輪葉片則是航空發動機渦輪段的重要部件,高速旋轉的葉片將高溫高壓的氣流吸入燃燒室,以保障發動機的正常工作。渦輪葉片的工作環境是高溫高壓的極端環境,渦輪葉片通常採用高溫合金鍛造,並採用不同冷卻方式來降溫,例如內部氣流冷卻、葉片的熱障塗層、邊界層冷卻等方法。

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