轴流式压气机的原理是什么(高压压气机)

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对于涡轮发动机来说，压气机是一个关键模块。压气机的主要作用是对流经压气机的空气体做功，将压气机叶片的机械能转化为空气体的内能和压力势能，从而为后期气体膨胀做功创造条件。除了发动机的启动，压缩机是由膨胀气体通过相应的轴驱动的涡轮来驱动的。同时，值得注意的是，压气机产生的空气体除了用于燃烧和作用于发动机机体产生推力外，还可以用来冷却热部件、调节机舱内的空气体、除冰等。根据压缩机结构和气体流动特性的不同，人们通常将压缩机分为离心式压缩机和轴流式压缩机。下面就一个一个介绍吧。离心压缩机离心压缩机由四部分组成:进气装置、叶轮、扩压器、集气管等。

进气装置由涡流叶片和导流叶片组成，通过涡流叶片和导流叶片对空空气进行修正，使空气均匀地流入叶轮。由于导叶之间的通道收缩，气体流经导叶通道时会被压缩加速，从而阻止了角部分离流动。

叶轮又称工作叶轮，是离心式压缩机的核心部件。通常有单面叶轮和双面叶轮两种形式，如下图所示:

由于双面叶轮可以从两侧进气，增加进气量，有效减少叶片受力不均带来的一系列问题，因此双面叶片得到了更广泛的应用。与导向叶片之间的通道不同，工作叶片之间的通道是扩展的。当工作叶片高速旋转时，空气体经过进气系统的处理，流经靠近工作叶片轴线的位置。叶片对空气体做功，并且空气体沿着叶片之间的通道远离叶轮的轴线流动。空气体流量增加，压力增加。扩压器与工作叶片的边缘相连，其通道扩大。气体流过工作叶片后，在扩压器通道内减速，大部分动能转化为压力能。

流经扩压器的燃气被集气器收集后进入燃烧室，燃气被混合并点燃。

通过以上介绍，不难发现离心式压缩机的结构是简单的。因为级数少，所以重量更轻，长度更短。同时流经它的气体经过多次增压，所以它的单级压缩比比较高。但其流动损失较大，尤其是级间损失。因此，它不适合于多级压缩，这使得离心式压缩机进一步提高压缩比极其困难。随着航空空行业的发展，人们必须有更强的发动机来驱动更大的飞机。更强的发动机意味着更高的空气体压缩比。迫切需要寻找一种新的压缩方法，因此轴流压缩机应运而生。轴流式压缩机轴流式压缩机的结构相对简单，但由于其级数多，所以较重，较长。

轴流式压缩机由一个或多个带有许多翼型叶片的转子和一个与机壳固定在一起的定子组成。定子也有许多翼型叶片。转子对空气体做功，增加了空气体的压力，定子之间的通道扩大，进一步增加了空气体的压力。

就像离心式压缩机一样，为了保证压缩机的稳定运行，需要保证进入压缩机的气流是均匀的，所以需要在压缩机叶片前增加进口导叶。

被压气机压缩的气流需要通过最后一排叶片进行修正，以消除空气体中的漩涡，使其以相对均匀的轴向速度流入燃烧系统。轴流压气机可以通过增加压气机级数来提高空气体的压缩比。因为轴流压缩机的迎风面积比离心压缩机小，所以阻力相对较小。

离心式压缩机与轴流式发动机

在结构上，离心式压缩机比轴流式压缩机简单；就制造成本而言，离心式压缩机较低；单级压缩比，离心式大于轴流式；阻力，离心大于轴向；起动功率，离心小于轴向；而轴流通过增加级数可以提供更大的压缩比，轴流的阻力更小。

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