涡轮螺旋桨发动机是一种通常用于飞机上的 燃气涡轮 发动机(gas turbine engine)。 涡桨发动机 的驱动原理大致上与使用活塞发动机作为动力来源的传统螺旋桨飞机雷同,是以螺旋桨旋转时所产生的力量来作为飞机前进的推进力。其与活塞式螺桨机主要的差异点除了驱动螺旋桨中心轴的动力来源不同外,还有就是涡桨发动机的螺旋桨通常是以恒定的速率运转,而活塞动力的螺旋桨则会依照发动机的转速不同而有转速高低的变化。代表有俄罗斯HK-93函道桨扇发动机。

  这种发动机的构造基本上和涡轮喷气发动机一样,不同的是,多了一、二个部件。如右图所示,它也有进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管。这些部件的工作也和涡轮喷气发动机的相似。当启动之后,涡轮开始工作,带动了前面的压气机旋转,从进气道吸入大量空气。被压缩的空气从压气机进入燃烧室,在这里和喷出的燃油混合点火燃烧,产生燃气并发出大量的热。热气再进入涡轮,吹动它高速旋转。经过涡轮的燃气最后再通过尾喷管,从喷口喷出。

  但是涡轮螺旋桨发动机不仅要带动压气机和各种附件,而且要带动前面的螺旋桨。由于螺旋桨的转速比涡轮低得多,一般在每分钟1000转左右,所以发动机上必须安装一套减速齿轮。依靠它,可使螺旋桨的转速大大降低。所以这种发动机实际上是在涡轮喷气发动机的基础上,多加了两个部件——一副螺旋桨和一套减速齿轮。

  对于拉进式的飞机,其发动机多安装在机头或者机翼前缘,这样可以使机翼上所受的载荷降低,因发动机的重力与举力的方向相反,减少了由这些外力产生的弯矩。另一种是推进式,即发动机安装在机翼后缘或者机身后段。这种安排方式使机翼和机身位于螺旋桨的滑流之外,阻力会降低,但主起落架较高,重量增大,而且发动机在地面工作的冷却条件也较差,因此目前使用较少。

  涡轮螺旋桨发动机的固定有一个特点,就是螺旋桨工作时会引起振动,因此在固定装置与发动机的连接接头中要使用减震装置。这种发动机的固定多采用发动机机架,发动机机架再连到机身或者短舱的受力骨架如加强隔框上。

  虽然涡桨发动机的燃烧室与 涡轮喷气发动机 类似,但为了自排废气中回收较多的动力以驱动螺旋桨,涡桨引擎的涡轮(Turbine)端之扇叶级数比较高。相反的,由于涡轮喷气发动机主要的推进力都来自于热气直接排放至大气中所产生的反作用力,因此其涡轮端的扇叶级距数越小越好,只需保持足够的回收动力用来驱动压缩端的扇叶即可。

  事实上,涡桨发动机的效率亦高于涡轮风扇发动机,但是使用涡桨引擎的飞机速度通常较涡轮风扇发动机的飞机来的低。原因是涡桨引擎的涵道比通常比涡轮风扇引擎来的高,但是也造成其桨叶端部分速度很高,有产生激波的可能。另外,因涡轮转动速度很快,使得涡轮与螺桨之间必须要有变速齿轮,来降低螺桨转速使其叶端不要超过音速。所以使用螺桨发动机的飞机会多个变速齿轮的重量。

  涡轮螺旋桨发动机不但在海平面和飞机起飞条件下可以很好的工作,而且在大约10000米的高度,它的工作性能依然很好,由于螺旋桨效率降低的限制,它不能用于高速飞行,但是在中低速下,使用涡轮螺旋桨发动机是适当的。目前在中速远程运输机、旅客机、海上巡逻机、反潜机等常常装用这种发动机,甚至还有某些远程轰炸机也使用涡轮螺桨发动机。返回搜狐,查看更多