제트엔진의 축류압축기

1. 축류 압축기

Axial 압축기는 원심 압축기에 비해 압축 성능이 우수합니다.

터보제트 엔진에서 공기 흡입구의 아음속 기류를 배기 노즐에서 초음속 이상의 배기 제트로 가속시키기 위해서는 연소 과정에서 높은 팽창이 필요하며, 이는 필연적으로 높은 압력비를 필요로 한다.

축방향 압축기는 기류가 직선이라는 점에서 원심 압축기와 다릅니다.

또한 전면 면적이 매우 작고 동일한 직경의 전면 면적을 갖는 원심 압축기에 비해 상당한 기류를 처리할 수 있으며 운전에 있어 다양한 유연성을 갖는다.

Axial 압축기는 매우 조밀하고 단과 단간격이 정교하여 많은 수의 회전 날개와 고정 베인이 외부에서 유입되는 모래나 금속 파편 등의 이물질에 의해 손상되기 쉽지만 높은 압력비를 전달할 수 있다.

현대 전투기와 상용차에 사용할 수 있도록 대형 항공기에 사용되는 이유다.

축류 압축기는 분명히 다른 기능을 가진 수많은 부품으로 구성됩니다.

축 압축기는 전면 프레임, 하우징, 로터 어셈블리 및 후면 프레임으로 구성됩니다.

이러한 프레임과 케이싱은 로터 어셈블리에서 생성된 높은 하중을 전달하고 프레임과 케이싱을 통해 기체에 분배하는 기능을 합니다.

또한 프레임을 구성하는 지지대는 경량 소재로 내부가 비어 있습니다.

내부는 다음과 같은 여러 용도로 사용됩니다.

나. 베어링 윤활유 공급용, 다용도 공기통로, 각종 전기기기의 배선공간, 제방빙베인용 열풍공급통로.

2. 압축기 스톨 또는 서지(흔들림)

축류 압축기는 압력비가 높지만 압축기 스톨이나 서지와 같은 불안정한 엔진 작동이 발생할 수 있습니다.

제트 엔진의 특성으로 인해 흡입구에서 배출구까지 직선 경로로 지속적인 공기 흐름이 유지되어야 합니다.

그러나 중간 공정 연속성에 문제가 있는 경우 기류의 속도, 압력 및 밀도가 변경되어 전체 엔진 작동이 불안정해질 수 있습니다.

과급기 터보 역학의 핵심은 더 높은 압력 상승입니다.

블레이드 스톨은 로터 블레이드로 들어가는 공기 흐름의 각도가 설계 값보다 크거나 작을 때 발생할 수 있습니다.

압축기 실속의 초기 원인은 회전하는 회전 날개의 일부에서 시작되어 전체로 전파되는 현상인 반면, 모터 서지는 압축기와 압축기 하류 부품 간의 불일치로 인해 발생하는 현상입니다.

컴프레서의 정지 또는 서징은 두 경우 모두 엔진 성능을 크게 저하시킬 수 있으므로 즉각적인 조치가 필요합니다.

엔진의 서징은 회전하는 블레이드의 블레이드 표면이나 압축기의 고정 블레이드에서 실속에 의해 발생합니다.

스톨은 단일 블레이드나 베인 또는 동시에 여러 개에서 발생할 수 있습니다.

모든 날개의 특성을 보면 받음각이 커질수록 양력이 증가하는데 이것에는 한계가 있다.

이것을 임계각이라고 하며 이 임계각보다 크면 양력이 급격하게 떨어집니다.

기류의 분리로 인해 발생하며 이러한 현상을 스톨(Stall)이라고 합니다.

압축기의 회전자 디스크 또는 고정자에 견고하게 연결된 압축기 블레이드의 받음각은 변화하는데, 이러한 받음각의 변화는 압축기를 흐르는 공기의 속도와 로터 변경.

압축기는 공기가 압축기의 각 단계를 통과할 때 공기의 양을 증가시켜 압력을 높일 수 있습니다.

압축기는 날개 모양의 블레이드와 날개의 특성을 이용하여 압력을 증가시켜 양력을 발생시킵니다.

컴프레서 내의 베인에 의해 생성된 증가된 양력의 합은 연소실에서 고압 공기의 축적을 유지합니다.

블레이드 또는 베인의 양력 생성 에너지가 외부 작용으로 손실되지 않는 한 고압 공기는 터빈을 통해 흐르는 공기와 동일한 비율로 압축기에서 연소기로 흐르고 평형이 유지됩니다.

압축기의 블레이드나 베인이 충분히 많아지면 이 평형이 깨져 연소기에 축적된 고압 공기가 압축기로 강제 유입되어 공기 흐름이 일시적으로 차단됩니다.

이것이 엔진 서지가 발생하는 방식입니다.

연소실에 축적된 고압의 공기가 배출되면 압축기의 부하가 없어지고 블레이드의 스톨 현상도 사라진다.

압축기는 실속이 다시 발생하는 지점까지 배압을 형성합니다.

엔진 작동 중 또는 비행 중 엔진 서지가 발생하면 연료 흐름을 줄여서 서지를 멈출 수 있습니다.

3. 터보샤프트 엔진의 스톨 방지 장치

가변흡입유도날개장치(VIGV SYSTEM)

모터 서지가 발생할 수 있는 작동 범위를 제공하기 위해 1단 압축기 로터의 흡입 공기 입사각은 천음속 진동이 발생하지 않는 작동 범위 내에 있어야 합니다.

비서지 작동 범위는 압축기 속도에 따라 달라지므로 압축기 속도에 대한 받음각을 변경해야 합니다.

이것은 흡입 가이드 베인의 각도를 변경하여 수행됩니다.

조정 가능한 흡입 가이드 베인은 1단계 압축기 로터의 전면에 있습니다.

가변 입구 가이드 베인은 입구 공기와 1단계 압축기 블레이드 사이의 입사각을 변경하여 압축기 로터에 필요한 공기 흐름을 유지합니다.

블리드 에어 시스템

압축기의 가속 특성을 용이하게 하기 위해 내부 벤팅 시스템이 제공됩니다.

이 시스템은 엔진 가속 주기 동안 공기 빼기로 인한 엔진 출력의 약간의 감소보다 빠르게 압축기를 가속하는 것이 더 바람직한 경우 압축기에서 소량의 공기를 자동으로 빼냅니다.

컴프레서 토출 압력 신호 공기는 디퓨저 본체 우측 상단의 구멍에서 가져옵니다.

이 공기는 필터를 통해 들어가고 공기 배출 밸브의 구멍을 통해 연료 조절기 제어 밸브로 향합니다.

이 연료 조절기의 공기 밸브가 열리면 공기가 배출됩니다.

이 상태에서 액추에이터 밸브를 열면 액추에이터 실린더에서 외부로 공기가 배출된다.

작동 피스톤 뒤의 스프링이 피스톤을 벤트 밴드 열림 위치로 이동시킵니다.