涡轮螺旋桨发动机的基本构造和特点

在第二次世界大战以前，螺旋桨是唯一的推进装置，在马赫数小于0.6以下的低速飞机上，至今仍普遍采用螺旋桨推进。

螺旋桨由桨叶、桨毂、操纵机构等构成，它可将所得到的功率转变成推进飞机前进的拉力。

螺旋桨桨叶旋转时将前方空气吸入然后作用于气流一个向后的力，使气流加速排向后方，与此同时，气流作用于桨叶一个反作用力，这个反作用力就是螺旋桨的拉力。

涡轮螺旋桨发动机中，螺旋桨通常为单排四片桨叶，在大功率（10000千瓦左右）的涡轮螺旋桨发动机中，为了能使桨叶有高的效率，需将螺旋桨做成转向相反的双排，每排四片桨叶。

螺旋桨的操纵机构利用转速敏感元件，感受螺旋桨转速的变化，用以改变、调节桨叶的桨叶角（即桨距），达到调节发动机转速和螺旋桨拉力的目的。在发动机起动时，桨叶安装角变小，使螺旋桨转动阻力矩最小，便于起动；

飞机起飞时桨叶安装角变大，使螺旋桨产生最大拉力；当飞机降落后在地面滑跑时，还可将桨叶调到负桨位置以产生负拉力，对飞机进行刹车，缩短滑行距离；

飞机飞行中，一旦发动机因故障而停车时，操纵机构自动将桨叶前缘调整到与飞行方向一致的位置（称为顺桨），以免桨叶被气流吹转，形成飞机的阻力。螺旋桨变距机构有液压式、电动式和机械式三种。

6.3.1.2 减速器

减速器是使发动机输出轴转速降低到飞机推进器或附件所需转速和转向的齿轮装置。飞机推进器可以是飞机的螺旋桨，也可以是直升机的旋翼。

涡轮螺旋桨发动机的减速器均采用齿轮传动，要求减速器在高负荷、高转速下工作可靠、效率高。

由于在减速器的设计、加工中，作到了精益求精，其传动效率可高达98~99%；虽然传动效率这么高，但因传递功率大，其摩擦功率可高达50~200马力（37~147千瓦），需通过对齿轮、轴承喷入大量的滑油，以带走摩擦产生的热量。

图、普·惠公司研制的高速减速器

涡轮螺旋桨发动机的减速器由于用途和结构特点不同，可分机内和机外减速器及双桨式减速器。

减速器与发动机置于一体，成为发动机的一部分，称为机内减速器，涡轮螺旋桨发动机均为机内减速器。

当发动机安装在重型飞机的机翼上或安装在飞机的机身内，距离螺旋桨较远时，一般采用机外减速器，它主要用于直升机中，又称主减速器。

当涡轮螺旋桨发动机的功率超过10000马力（7350千瓦）时，一般单一螺旋桨不能吸收这样大的功率，必须使用转向相反的两个（双）螺旋桨。

传动双螺旋桨的减速器更为复杂，它的输入轴为一个，即自由涡轮的传动轴，而输出轴为套在一起（即共轴心）、但旋转方向相反的两个轴。

其特点是螺旋桨所产生的反扭矩可以全部抵消，飞机的稳定性和操纵性得以改善，且可提高螺旋桨效率。

前苏联的图-95轰炸机（图6-9）是世界上最大的装涡轮螺旋桨发动机的飞机，它装有四台单台功率为8950千瓦（12000马力）的涡轮螺旋桨发动机，驱动四组共轴反转的双螺旋桨。

图、装有世界上最大、带双螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机的图-95轰炸机

涡轮螺旋桨发动机的减速器与其它机械设备的减速器相比，其结构有以下两个特点：

a） 传递功率大

涡轮螺旋桨发动机减速器通常传递功率为3000～6000马力（2200～4400千瓦），有的高达15000马力（11000千瓦）以上。

燃气发生器转子或自由涡轮的转速很高，螺旋桨的转速又低，这就使得一些齿轮在很高的圆周速度下工作，另一些齿轮又在很高的扭矩负荷下工作。

为了保证高速齿轮可靠工作，必须采取措施使齿轮啮合良好，尽量减少啮合过程中对轮齿的冲击作用，并减小齿轮负荷和保证工作温度适当。

b） 传动比大，径向尺寸小

涡轮螺旋桨发动机减速器的传动比（减速器输入轴转速与输出轴转速之比）通常为10~16。为了达到减速器的传动比要求，必然是齿轮尺寸很大，或者采用复杂的多级传动方式。

而由于减速器通常设置在压气机前，减速器齿轮尺寸过大会使得减速器外形增大，发动机迎风面积变大而增加阻力，且发动机进气道中的气流偏转大会造成较大的进气损失，使发动机功率降低。

图、库兹涅佐夫NK-12MV型涡轮螺旋桨发动机

因此，为了解决传动比大与外廓尺寸要求尽量小的矛盾，涡轮螺旋桨发动机的减速器只能设计得较复杂，加工精度要求高。返回搜狐，查看更多