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多转子涡轮风扇发动机

深南电路航空科普中心 李老师
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在涡轮风扇发动机中,有两个只有气动联系、且具有同心轴转子的发动机称作双转子涡轮风扇发动机。其工作原理和结构特点与双转子涡轮喷气发动机基本相同。在双转子涡轮风扇发动机中,由于风扇后的压气机进口空气压强为风扇出口的压强,比大气压强高许多,因此称该压气机为高压压气机。在燃烧室后、驱动高压压气机的涡轮则称为高压涡轮,由高压压气机转子与高压涡轮转子组成高压转子;位于高压涡轮后、驱动风扇的涡轮称为低压涡轮,由风扇转子与低压涡轮转子组成低压转子。目前世界上绝大部份涡轮风扇发动机都采用这种结构形式。法国的M53是目前世界上唯一还在服役的单转子涡轮风扇发动机。

三转子涡轮风扇发动机三个转子示意图
有三个只有气动联系、且具有同心轴转子的发动机称作三转子涡轮风扇发动机。其工作原理和结构特点与双转子涡轮风扇发动机基本相同。只是将高压压气机又分为中压、高压两个转子,分别由中压、高压两个涡轮转子带动。从三转子涡轮风扇发动机的三个转子示意图中可以看出,在发动机中部,连接高压压气机和高压涡轮的轴直径很大,以便中、低压涡轮轴能从中穿过,最后形成三个转子的轴一个套一个,结构比较复杂,但采用三转子结构的涡轮风扇发动机性能却较好、零件数目少、重量也轻些。目前世界上只有少数几种涡轮风扇发动机采用这种结构形式。
英国罗·罗公司在三转子发动机研制方面有特长。第一种实用的三转子发动机是RB-211民用高涵道比涡轮风扇发动机,在此基础上他们又发展了遄达系列发动机;此外,还有英、德、意三国联合研制的RB-199军用加力涡轮风扇发动机;前苏联的D-18T、D-36、D-436民用高涵道比涡轮风扇发动机,以及美国联信公司的ATF-3齿轮传动的涡轮风扇发动机。它们的总增压比高,都在20以上。