導管風扇式發動機(Ducted fan engine),也叫涵道風扇發動機,是指在自由螺旋槳風扇的外圍設定涵道的一種推進裝置。國內外很早就有人開始研究這種導管風扇式發動機,並取得了很多研究成果,廣泛套用於各種交通工具尤其是航空器中。
基本介紹
- 中文名:導管風扇式發動機
- 外文名:Ducted fan engine
- 別稱:涵道風扇發動機
- 特點:風扇外圍設定涵道
- 一級學科:航空科技
- 二級學科:航空器
簡介,涵道風扇,特性,
簡介
導管風扇式發動機較同樣直徑的孤立風扇能產生更大的升力,且風扇環括在涵道(導管)內,既可阻擋風扇氣動聲向外傳播,又結構緊湊、安全性高。以此為升力面和飛行操縱面可構造出多種小型垂直起降無人飛行器。該類無人飛行器在前飛時,涵道處於前方來流和風扇吸流的複雜氣流中,其升力、阻力和俯仰力矩對整機的配平乃至穩定控制具有決定性影響。
涵道風扇
涵道中螺旋槳風扇的原理同飛機機翼類似。螺旋槳風扇的運動分解為水平運動和旋轉運動。螺旋槳風扇運動時主要存在的阻力有空氣摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力和干擾阻力等。槳葉因高速圓周運動使葉尖處速度最高,誘導阻力比較大,對外界氣流產生衝擊造成噪聲大,這是螺旋槳風扇動力效率低的主要原因。螺旋槳風扇由於是懸臂樑結構桿件,在氣動作用下葉尖處容易變形導致效率進一步惡化,這是限制螺旋槳風扇高速運動的瓶頸之一,也是螺旋槳飛機及直升機速度限制之關鍵。
特性
涵道風扇發動機的優點:由於葉尖處受涵道限制,衝擊噪聲減小。誘導阻力減少,而效率較高。在同樣功率消耗下,涵道風扇較同樣直徑的孤立螺旋槳,會產生更大的推力。同時由於涵道的環括作用,其結構緊湊、氣動噪聲低、使用安全性好,因此作為一種推力或升力裝置,被套用于飛行器設計當中。
涵道風扇發動機的缺點:良好的效率要求葉尖和管道間的間隙要非常小,風道三維形狀設計複雜,需要高轉速和最小的振動。
涵道風扇發動機的套用:廣泛套用於小型垂直起降涵道風扇飛行器,直升機涵道尾槳,航模電動涵道風扇和水上飛機動力等。