众所周知,三转子体制的发动机,那是不列颠航发的骄傲,罗罗公司的看家本领,当年谭二还以此当成了谈判杀价的一个条件来用过的,而且罗罗公司为了研制成功这种三转子体制的发动机还付出了血淋淋的代价,因为研制进程的各种不顺、预算严重超支导致公司破产,要不是被不列颠政府解囊相救,收归国有养了一段时间,再投入了巨额费用终于完成了新发动机的研制,所谓的“世界民用航发三巨头”之一的罗罗恐怕早就凉得透透的了。
航发领域的所谓“转子”,简单来说,其实就是指的发动机里面有几根转动的轴,最原始的当然就是“单转子”,所有的转动零件都套在这根轴上,不管是高压压气机、中压压气机、低压压气机还是驱动它们的涡轮,大家的转速都一样,代表型号就是高卢幻影2000战机上安装的那部M53发动机,这种发动机的零部件少,结构简单,便于维修,但性能也差,推重比很难做到超过6,而且油耗偏高,相比双转子的发动机,油耗至少偏高20%以上,所以幻影系列的战机无一例外的都是小短腿。
而进化到了双转子发动机之后呢,就将高压压气机和中、低压压气机的传动轴分了开来,简单来说就是一根细管子外面再套一根粗管子,两根管子各转各的,大家互不干涉,这么设计就能让高压段和中低压段都能工作在各自相对合适的转速下,因此发动机的工作效率也就更高,也更不易发生喘振。
不过在涡扇发动机大行其道,并因为运输、战斗两种最典型用途所需性能的不同导致技术路线走上了不同的岔道之后,情况又发生了变化。
相比追求各种极限工况及瞬时响应能力的战斗用途发动机,对于运输类飞机所需的发动机,追求的肯定是皮实、省油、大推力、低噪音、低碳排放等经济性和环保性指标。
以此为设计目标,大涵道比的发动机肯定是毫无疑问的发展趋势,但即便这类发动机已经都采用了双转子体制区分开了高压段和中低压段的转速,但还有一个关键零件不协调——用于外涵道工作的低压段风扇,也就是涡扇发动机里的那个“扇”字代表的零件。
涵道比越大,“扇”的直径肯定也越大,那么它能承受的转速也就越低。
根据物理学基本公式“线速度=角速度*半径=转速*π*半径*2”可知,同样的转速下,直径越大的“扇”,扇尖的线速度也必然越高,而这个速度一旦超过音速,那不好意思,什么音爆啦、失速啦、激波啦,一大堆的毛病就来了。
这个问题呢,在小涵道比的军用发动机上还没表现得那么明显,因为它涵道比小,风扇的直径必然也小,扇尖的线速度也就低,可在涵道
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