排氣裝置

排氣裝置

排氣裝置指裝於渦輪排氣缸後,用以將廢氣排出並具有降溫、消音等作用的裝置。

發動機的排氣裝置是指渦輪或加力燃燒室以後組織排氣的構件。排氣裝置的組成和結構方案取決於發動機和飛機的類別及用途。排氣裝置包括尾噴管反推力裝置、消音裝置等。尾噴管是發動機必不可少的一個部件,其他的排氣裝置則是根據發動機和飛機的特殊需要而設定的。

中文名稱排氣裝置
英文名稱exhaust unit
定  義裝於渦輪排氣缸後,用以將廢氣排出並具有降溫、消音等作用的裝置。
套用學科船舶工程(一級學科),船舶機械(二級學科)

基本介紹

  • 中文名:排氣裝置
  • 外文名:exhaust unit
結構,消音管,尾噴管,噴管,作用,基本要求,

結構

消音管

排氣裝置包括從每個汽缸到消音管的排氣管(支管)以及與消音管相連的單個排氣尾管,排氣尾管將發動機排的廢氣引導通過發動機後部整流罩區域。
排氣裝置
消音管位於發動機下方,它由一個金屬罩管包裹,金屬罩管收集排氣管熱輻射產生的熱量,然後再將熱量通過軟管引導到飛機駕駛艙內。
特別要注意的是要確保排氣管的各個接口處的密封可靠,以防止排氣中的一氧化碳進入客艙,對飛行人員和乘客造成危害。

尾噴管

尾噴管又叫排氣噴管,簡稱噴管或噴口。其主要功能是將渦輪後的高溫、高壓燃氣膨脹加速並排出機體,從而產生髮動機的推力;通過調節噴管喉道面積來改變渦輪和噴管中燃氣膨脹比的分配,以改變壓氣機和渦輪的共同工作點,實現對發動機工作狀態的控制,從而改變發動機的推力、耗油率,改善發動機的起動性能及接通、切斷加力時儘量少影響發動機的工作。

噴管

噴管的類型很多,按其流道型面可分為收斂型、收斂一擴散型;按其流道橫截面形狀可分為軸對稱型和非軸對稱型;按其面積調節方式可分為固定式和可調式;按推力方向可分為常規推力型、推力轉向型、反推力型和推力矢量型等。下面簡單介紹幾種常見的噴管類型。
排氣裝置
1、收斂噴管
收斂噴管的流道面積沿流向逐漸縮小,噴管出口最大氣流速度為馬赫數。這種噴管結構簡單、重量輕、工作可靠、調節方便。常為亞聲速飛機、短時間超聲速和低超聲速飛機用的不帶加力燃燒室的渦噴發動機,以及渦輪後燃氣焓降較小的渦槳和渦扇發動機採用。
收斂噴管可分為固定式和可調式,固定式收斂噴管為一簡單收斂管道,適用於亞聲速運輸機和民航機。可調式收斂噴管的流道由固定的管道、可調節的魚鱗片及調節魚鱗片開度的作動筒系統組成,適用於要求噴管出口面積有較大變化的帶加力燃燒室的發動機。
2、收斂-擴散型噴管
收斂一擴散型噴管簡稱收-擴噴管,是超聲速噴管的一種,其流道面積先縮小後擴大。這種噴管由收斂型轉為擴散型處的流通面積最小,稱為“喉道”。
超聲速飛機用的帶加力燃燒室的燃氣渦輪發動機,一般都採用收一擴噴管,其喉道和出口面積均是可調的,以適應發動機工況的變化,並使燃氣在噴管中儘可能達到完全膨脹,從而獲得高的推力性能。

作用

液壓系統在安裝過程或長時間停放之後會有空氣滲入,由於氣體存在,使執行元件產生爬行、噪聲和發熱等一系列不正常現象。所謂作動筒的“爬行”現象,是供油壓力、空氣彈性力、作動筒動摩擦和靜摩擦力以及傳動部件的慣性力相互作用的結果。實踐證明,在飛機剎車系統中,產生剎車鬆軟現象的主要原因是系統中混入了空氣。
為消除空氣對系統的影響,必須排除積留在作動筒內的空氣。對單向式作動筒應裝放氣活門,維修後進行排氣(如剎車作動筒);而對雙向式作動筒,一般不設放氣嘴,在維修後進行若干次往復行程操作就可將氣體排到油箱中。

基本要求

根據動力裝置的用途,這些部件可以是反作用噴管或擴散形燃氣排管、反向裝置、推力矢量傾斜裝置和轉向裝置、消音裝置、降低紅外輻射裝置等。排氣裝置的主要部件是反作用噴管。在噴管中燃氣流進行加速,產生反作用推力。
對飛行器動力裝置排氣裝置提出的基本要求是:內部損失和外部阻力小;紅外輻射水平低和有效散射表面小;起飛、降落和戰鬥機動(對機動飛機)條件下能控制推力矢量;噪聲低(允許水平)。
上述要求是相互矛盾的,只能從滿足大部分特性、可靠性、使用維護性、可修性和成本中尋找妥協的解決辦法來實現。
排氣裝置通過改變噴管臨界截面積完成燃氣渦輪發動機各部件(發動機組件)工作狀態的匹配功能。

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