基本介紹
- 中文名：渦輪螺旋槳發動機
- 外文名：Turboprop Engines
- 別稱：渦輪螺旋槳噴氣發動機
- 簡稱：渦槳發動機
- 轉速：約1000轉/分
- 輸出：螺旋槳的軸功率
發動機的構造,動力來源,渦輪螺旋槳發動機的安裝位置,渦輪螺旋槳發動機的固定,優缺點,優點,缺點,套用範圍,差異分析,與渦輪風扇發動機的差異,與活塞式發動機+螺旋槳的差異,
發動機的構造
這種發動機的構造基本上和渦輪噴氣發動機一樣，不同的是，多了一、二個部件。如右圖所示，它也有進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管。這些部件的工作也和渦輪噴氣發動機的相似。當啟動之後，渦輪開始工作，帶動了前面的壓氣機旋轉，從進氣道吸入大量空氣。被壓縮的空氣從壓氣機進入燃燒室，在這裡和噴出的燃油混合點火燃燒，產生燃氣並發出大量的熱。熱氣再進入渦輪，吹動它高速旋轉。經過渦輪的燃氣最後再通過尾噴管，從噴口噴出。
但是渦輪螺旋槳發動機不僅要帶動壓氣機和各種附屬檔案，而且要帶動前面的螺旋槳。由於螺旋槳的轉速比渦輪低得多，一般在每分鐘1000轉左右，所以發動機上必須安裝一套減速齒輪。依靠它，可使螺旋槳的轉速大大降低。所以這種發動機實際上是在渦輪噴氣發動機的基礎上，多加了兩個部件——一副螺旋槳和一套減速齒輪。
動力來源
渦輪螺旋槳發動機以螺旋槳產生的拉力（推力）為主，噴氣所產生的的推力很小，只占螺旋槳的九分之一左右。
渦輪螺旋槳發動機的安裝位置
對於拉進式的飛機，其發動機多安裝在機頭或者機翼前緣，這樣可以使機翼上所受的載荷降低，因發動機的重力與舉力的方向相反，減少了由這些外力產生的彎矩。另一種是推進式，即發動機安裝在機翼後緣或者機身後段。這種安排方式使機翼和機身位於螺旋槳的滑流之外，阻力會降低，但主起落架較高，重量增大，而且發動機在地面工作的冷卻條件也較差，因此目前使用較少。
渦輪螺旋槳發動機的固定
渦輪螺旋槳發動機的固定有一個特點，就是螺旋槳工作時會引起振動，因此在固定裝置與發動機的連線接頭中要使用減震裝置。這種發動機的固定多採用發動機機架，發動機機架再連到機身或者短艙的受力骨架如加強隔框上。
優缺點
優點
雖然渦槳發動機的燃燒室與渦輪噴氣發動機類似，但為了自排廢氣中回收較多的動力以驅動螺旋槳，渦槳引擎的渦輪（Turbine）端之扇葉級數比較高。相反的，由於渦輪噴氣發動機主要的推進力都來自於熱氣直接排放至大氣中所產生的反作用力，因此其渦輪端的扇葉級距數越小越好，只需保持足夠的回收動力用來驅動壓縮端的扇葉即可。
渦輪螺旋槳發動機
渦輪螺旋槳發動機缺點
事實上，渦槳發動機的效率亦高於渦輪風扇發動機，但是使用渦槳引擎的飛機速度通常較渦輪風扇發動機的飛機來的低。原因是渦槳引擎的涵道比通常比渦輪風扇引擎來的高，但是也造成其槳葉端部分速度很高，有產生激波的可能。另外，因渦輪轉動速度很快，使得渦輪與螺槳之間必須要有變速齒輪，來降低螺槳轉速使其葉端不要超過音速。所以使用螺槳發動機的飛機會多個變速齒輪的重量。
套用範圍
渦輪螺旋槳發動機不但在海平面和飛機起飛條件下可以很好的工作，而且在大約10000米的高度，它的工作性能依然很好，由於螺旋槳效率降低的限制，它不能用於高速飛行，但是在中低速下，使用渦輪螺旋槳發動機是適當的。目前在中速遠程運輸機、旅客機、海上巡邏機、反潛機等常常裝用這種發動機，甚至還有某些遠程轟炸機也使用渦輪螺槳發動機。
渦輪螺旋槳發動機
渦輪螺旋槳發動機差異分析
與渦輪風扇發動機的差異
儘管工作原理近似，但渦輪螺旋槳發動機和渦輪風扇發動機在產生動力方面卻有著很大的不同，渦輪螺旋槳發動機的主要功率輸出方式為螺旋槳的軸功率，而尾噴管噴出的燃氣推力極小，只占總推力的5%左右，為了驅動大功率的螺旋槳，渦輪級數也比渦輪風扇發動機要多，一般為2～6級。
由於涵道比大，渦輪螺旋槳發動機在低速下效率要高於渦輪風扇發動機，但受到螺旋槳效率的影響，它的適用速度不能太高，一般要小於900km/h。在中低速飛機或對低速性能有嚴格要求的巡邏、反潛或滅火等類型飛機中得到廣泛套用。
與活塞式發動機+螺旋槳的差異
渦輪螺旋槳發動機有很多優點。首先，它的功率大，功重比（功率/重量）也大，最大功率可超過10000馬力，功重比為4以上；而活塞式發動機最大不過三四千馬力，功重比2左右。其次，由於減少了運動部件，尤其是沒有做往復運動的活塞，渦輪螺旋槳發動機運轉穩定性好，噪音小，工作壽命長，維修費用也較低。而且，由於核心部分採用燃氣發生器，渦輪螺旋槳發動機的適用高度和速度範圍都要比活塞式發動機高很多。在耗油率方面，二者相差不多，但渦輪螺旋槳發動機所使用的煤油要比活塞式發動機的汽油便宜。
