艾里逊的复合涡轮
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StoneRosez 楼主
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2021年07月02日 22点07分 1
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StoneRosez 楼主
根据罗罗信托出版的罗伊费登传记大概1938年之前费登就有了以大力神为基础的复合涡轮构型设想,不过布里斯托似乎一向对提升高空性能比较迟钝,所以没什么接下来的发展,据说后来费登旅美期间把套筒阀的构想大力输入了美国各个发动机产商,说不定其中也会有复合涡轮技术的交流、
据说美国人这方面走的更早一些,NACA很早就在研究复合涡轮构型的发动机,在1941年5月21日的一次会议上他们就要求艾里逊开始研究复合涡轮,虽然当时艾里逊还在捣鼓自己的辅助级增压器,这项工作在1943年才开始稳定下来,于是复合涡轮的工程得以正式开始,他们选择了GE的涡轮增压器为蓝本进行简单的改造,不过后来发现V-1710的排气温度对于这种改造的涡轮机来说太高了,于是艾里逊又转而开始研究自己的涡轮机,相比GE的改装型号艾里逊的构型更加先进一些,还使用了空心叶片并且叠加了一个涡轮级。
2021年07月02日 22点07分 2
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StoneRosez 楼主
艾里逊复合涡轮第一个叫得上名字的型号就是V-1710-E27,使用的涡轮是GE的CH-5型,这种涡轮也是P47N/M的装备,改修适配V-1710之后被称为CT-1涡轮机,CT-1的最大容许进气温度是1725degF,比CH-5在服役时限制的1600degF还要高,但这也不能满足V-1710的使用要求,在实际测试时就算是正常的富混合气,比率为0.08磅燃料:1磅空气时,哪怕喷射了足够的adi液,发动机在100inHg进气压下排出的废气温度也高达1825degF,它们不得不自己去开发目标为耐受1950degF的涡轮机。
1945年1月E27的合同正式被批准,当时它的名称是重1938磅且为P-63适配的一种新型发动机,E27的基础是V-1710-109,测试的模型于同年6月完工,而第一台也是唯一一台整机与9月完成,并进行了测试,使用油料为100/130
2021年07月02日 22点07分 3
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StoneRosez 楼主
艾里逊随后提出为E27增加一个后冷器,
改善后的性能如下
2021年07月02日 22点07分 4
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StoneRosez 楼主
艾里逊的还有一个复合涡轮的产品叫做cruise feed back exhaust gasturbine,它们认为现有的涡轮机不能同时优化发动机不同状态下的歧管气压,比如高低海拔,战斗/巡航动力档等等,都会造成复合涡轮的涡轮机效率严重不同,如果只为追求高功率的话V-1710使用复合涡轮已经能达到超过3000hp,但是实际飞行时飞机并不是永远都在追求高功率的,于是专门为巡航状态时设计的复合涡轮涡轮机诞生了,理论上足以减少15%的巡航时油耗。
后续的巡航动力回收涡轮机增加了一个第二级,艾里逊认为在高空巡航时大气压力会非常的低以至于即使经过涡轮机的一级压缩之后气流还有压榨的余地,于是第二级增加了一个直径略大的叶轮,如下图所示的一个版本,重量预估为85磅,能在巡航时为发动机恢复高达300hp的动力。
2021年07月02日 22点07分 6
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StoneRosez 楼主
E27之后的下一个型号名称是V-1710-G10,是艾里逊为P-82E/F设计的,G10的特点是它的后冷器以及去除了辅助级增压器的设计,复合涡轮的涡轮机直接取代了传统机械增压器的位置,G10的计划功率较E27更低一些,只有2550hp,但我们也能发现它的尺寸大大紧凑了起来,艾里逊计划P-82可以通过更换G10型号的发动机获得13%的航程收益,不过当艾里逊的总工程师ron hazen在1946年6月3日推荐给部队时,部队并不对这玩意感兴趣,除开喷气发动机的原因外,主要是P-82的航程已经接近飞行员的体力极限,再增加毫无必要,而且Hazen提出他们需要两年时间将G10投入服役状态。
我们可以看到涡轮机的位置偏离了中轴线,这是艾里逊为了发动机的其他附件预留的空间
2021年07月02日 22点07分 7
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StoneRosez 楼主
艾里逊最终的复合涡轮计划是V-1710-H,它严格意义上来说已经不是复合涡轮发动机了,因为它的涡轮机没有直接把动力传输到曲轴上,而是由一个二级涡轮机来驱动一个二级的增压器,发动机性能指标不明,但可以确定马力指标在G10的2550hp之上
略感这样的构型有些迷惑
2021年07月02日 22点07分 8
吧务
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没事干了就开始放卫星系列
2021年07月03日 03点07分 10
吧务
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不把动力传回去不就变成普通涡轮增压了(悲
2021年07月03日 03点07分 11
不是很能理解艾利逊回归涡轮增压到底是为啥 不过至少这次没有搞辅助级了[阴险]
2021年07月03日 07点07分
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StoneRosez 楼主
还有一个就是道格拉斯xb42确实有过复合涡轮的发动机构型选择计划 艾利逊也为此画过草图
非常有那味的超长传动轴(
2021年07月03日 07点07分 12
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请问复合涡轮在今天还有应用吗?
2021年07月03日 12点07分 14
最近几年有人在考虑拿复合涡轮的活塞发动机取代小型飞机的涡桨……但是没有下文,图一乐而已
2021年07月03日 12点07分
@StoneRosez 缺点是什么
2021年07月03日 12点07分
2021年07月03日 12点07分
卡车有的在用 斯堪尼亚 有
2021年07月03日 23点07分
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StoneRosez 楼主
图纸不大清晰 稍微描了描G10艾利逊预计的尺寸
2021年07月03日 12点07分 16
长了点,不过也不算太长
2021年07月03日 12点07分
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StoneRosez 楼主
@乐观的Zb888 今年4月aehs上的一份论文,作者拿nomad(纳皮尔战后的一种3000hp复合涡轮发动机)等比缩小到578hp水准,对比现代的普惠PT6A涡桨
2021年07月03日 13点07分 18
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StoneRosez 楼主
看起来楼上的图加载不出来
2021年07月03日 13点07分 19
这么算在远距离飞行中,复合涡轮应该占优势才对
2021年07月03日 14点07分
@乐观的Zb888 现代小飞机需要远距离飞行吗
2021年07月03日 17点07分
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科技倒退,回归本源[阴险]还是Napier Nomad复合涡轮比较有意思,驱动的增压器甚至是轴流式的
2021年07月03日 23点07分 20
轴流毕竟靠堆级数[阴险]小飞机塞不进去
2021年07月05日 02点07分
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