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航发科普丨不一般的叶片

2024-06-27科学

植物的叶子由叶片和叶柄组成,这是叶片最原始的含义。生活中风扇旋转的部分与植物的叶片相似,同样也被称作「叶片」。

风扇的叶片

那你知道航空发动机里面也有叶片吗?

航空发动机里面的各式叶片,虽然也叫叶片,但它们的形状、功能却和植物叶片等相去甚远。

叶片作为航空发动机中的核心组件之一,在发动机内部对能量的转化起到关键作用,负责将高温燃烧产生的热能转换为机械能,驱动发动机运转。由于工作环境极端,叶片需承受 高温、高压和高速旋转 等严苛条件。

其中,转子叶片是在属性上继承和延续了旋转特性的叶片,通常包括压气机叶片和涡轮叶片。

压气机叶片

涡轮叶片

压气机叶片和涡轮叶片的上半部分依然与叶子相似,可下半部分会多出来一个「疙瘩」,这其实是叶片的榫头部分,用来与轮盘的榫槽相互配合,共同绕着中心旋转。

涡轮叶片和涡轮轮盘组合

发动机工作时,压气机叶片高速旋转,像打气筒一样把空气压紧,在有限的空间里让空气更紧密,然后在燃烧室里与燃气混合燃烧后能够提供更多高温高速的气流,用来冲击涡轮叶片带动涡轮盘旋转,这部分旋转的能量将带动发动机工作。

发动机中还有一种固定不动,用于调整气流的叶片,称为静子叶片,也叫导向叶片。

导向叶片

导向叶片的作用顾名思义,是用来引导空气流动方向的。通过改变高速气流的方向,让气流和叶片的夹角处在合理的范围内,气流在导向叶片的作用下「齐心协力」,让叶片旋转时「劲往一处使」,产生更大的效能。

导向叶片的上下两端都有平台,一枚枚导向叶片依靠这些平台的两侧组合起来。叶片组合在不同部件上称呼也不一样,在压气机一般称为整流器,在涡轮则是导向器。

整流器

导向器

航空发动机内的各类叶片有着不同的形态和作用,但每一片都不可或缺。它们「各司其职」,在航空发动机正常、稳定运行过程中发挥着重要作用。

内容由中国航发南方提供