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航發科普丨不一般的葉片

2024-06-27科學

植物的葉子由葉片和葉柄組成,這是葉片最原始的含義。生活中風扇旋轉的部份與植物的葉片相似,同樣也被稱作「葉片」。

風扇的葉片

那你知道航空發動機裏面也有葉片嗎?

航空發動機裏面的各式葉片,雖然也叫葉片,但它們的形狀、功能卻和植物葉片等相去甚遠。

葉片作為航空發動機中的核心元件之一,在發動機內部對能量的轉化起到關鍵作用,負責將高溫燃燒產生的熱能轉換為機械能,驅動發動機運轉。由於工作環境極端,葉片需承受 高溫、高壓和高速旋轉 等嚴苛條件。

其中,轉子葉片是在內容上繼承和延續了旋轉特性的葉片,通常包括壓氣機葉片和渦輪葉片。

壓氣機葉片

渦輪葉片

壓氣機葉片和渦輪葉片的上半部份依然與葉子相似,可下半部份會多出來一個「疙瘩」,這其實是葉片的榫頭部份,用來與輪盤的榫槽相互配合,共同繞著中心旋轉。

渦輪葉片和渦輪輪盤組合

發動機工作時,壓氣機葉片高速旋轉,像打氣筒一樣把空氣壓緊,在有限的空間裏讓空氣更緊密,然後在燃燒室裏與燃氣混合燃燒後能夠提供更多高溫高速的氣流,用來沖擊渦輪葉片帶動渦輪盤旋轉,這部份旋轉的能量將帶動發動機工作。

發動機中還有一種固定不動,用於調整氣流的葉片,稱為靜子葉片,也叫導向葉片。

導向葉片

導向葉片的作用顧名思義,是用來引導空氣流動方向的。透過改變高速氣流的方向,讓氣流和葉片的夾角處在合理的範圍內,氣流在導向葉片的作用下「齊心協力」,讓葉片旋轉時「勁往一處使」,產生更大的效能。

導向葉片的上下兩端都有平台,一枚枚導向葉片依靠這些平台的兩側組合起來。葉片組合在不同部件上稱呼也不一樣,在壓氣機一般稱為整流器,在渦輪則是導向器。

整流器

導向器

航空發動機內的各類葉片有著不同的形態和作用,但每一片都不可或缺。它們「各司其職」,在航空發動機正常、穩定執行過程中發揮著重要作用。

內容由中國航發南方提供