涨知识丨为什么飞机发动机“哮喘”那么可怕？

航空发动机的工作过程中，会发生发动机加速喘振的现象。喘振是发动机的一种不正常的工作状态，是由压气机内的空气流量和压气机转速偏离设计状态过多而引发的。

01 喘 振

现在民航飞机基本采用的是喷气式发动机。外界空气由发动机吸入，经过压缩、燃烧等处理后喷出，产生强烈的推力，使得飞机前进。我们所说的飞机发动机喘振其实就是指喷气式发动机的压气机喘振。

喘振，顾名思义就像人“哮喘”一样，风机出现周期性的出风与倒流，相对来讲轴流式风机更容易发生喘振，严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏。

简单的说压气机喘振是指压气机气流发生分离而造成气流回流，气流来回运动，沿压气机轴线方向产生高振幅或低振幅的震荡现象。

02 喘振产生原因

喘振的产生与流体机械和管道的特性有关，管道系统的容量越大，则喘振越强，频率越低。

流体机械的喘振会破坏机器内部介质的流动规律性，产生机械噪声，引起工作部件的强烈振动，加速轴承和密封的损坏。一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时，还会造成严重后果。

为防止喘振，必须使流体机械在喘振区之外运转。在压缩机中，通常采用最小流量式、流量-转速控制式或流量-压力差控制式防喘振调节系统。当多台机器串联或并联工作时，应有各自的防喘振调节装置。

03 喘振的危害

发动机喘振对飞机的危害是很大的，它会导致发动机机件的剧烈震动和热端超温，并可能迅速造成机件的严重损坏，所以压气机绝对不能在喘振情况下工作的。

当喘振发生时：发动机的声音变得低沉；发动机的震动加剧；压气机口的压力和流量大幅波动；发动机推力下降且不稳定；发动机排气温度过高，造成超温；严重时甚至导致发动机熄火停车。

04 防止喘振措施

防喘措施有三种：压气机中间级放气；可调导向叶片和整流叶片；双转子或三转子。

压气机中间级放气防喘原理是通过改变流量来改变工作叶轮进口处的绝对速度的大小来改变其相对速度的大小和方向，改变攻角，达到防喘的目的。

可调导向器叶片和整流叶片防喘原理是通过改变导向器叶片角度来改变工作叶轮进口处的绝对速度的方向，也就是改变预旋量， 从而改变工作叶轮进口处的相对速度的方向，以减小攻角，达到防喘的目的。

双转子或三转子防喘原理是通过改变转速， 即改变压气机动叶的切线速度的办法来改变工作叶轮进口处的相对速度的方向， 以减小攻角，达到防喘的目的。

本文转载自公众号：疯狂机械控

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原标题：《为什么飞机发动机“哮喘”那么可怕？》

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