軸流壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)洞

超聲速風(fēng)洞分為連續(xù)式和暫沖式(間歇式)兩大類(lèi)。連續(xù)式風(fēng)洞由軸流式壓氣機(jī)或航空發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，提供風(fēng)洞運(yùn)行所必需的壓力比，可分為多級(jí)壓縮機(jī)式、氣瓶引射式和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)引射式等。根據(jù)形成壓力比的方式不同，可分為下吹式、抽吸式、吹吸式、引射式和吹引式5種。

暫沖式超聲速風(fēng)洞南氣源系統(tǒng)、閥門(mén)（下吹氣式超聲速風(fēng)洞中一般有三種閥門(mén)，截止閥、快速閥和調(diào)壓閥）、大角度擴(kuò)散段、穩(wěn)定段與收縮段、噴管段、試驗(yàn)段、超聲速擴(kuò)壓段、亞聲速擴(kuò)壓段、消聲塔等組成（見(jiàn)圖1）。

兩者的不同之處在于：連續(xù)式風(fēng)洞可以連續(xù)工作，而暫沖式風(fēng)洞一次只能工作很短的時(shí)間，一般在30s至1min。由于工作時(shí)間長(zhǎng)短不同，兩者的附屬設(shè)備也有很大的差別。對(duì)于連續(xù)式風(fēng)洞，需要用很大的功率才能長(zhǎng)時(shí)問(wèn)地維持高壓力。但暫沖式風(fēng)洞要求很大的高壓儲(chǔ)氣罐或更大的低壓真空箱，而且工作時(shí)間短，要求測(cè)量?jī)x器反應(yīng)迅速，能自動(dòng)測(cè)量。連續(xù)式風(fēng)洞具有持續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)洞試驗(yàn)段流場(chǎng)氣流穩(wěn)定、能夠精確地重復(fù)某一給定的試驗(yàn)段內(nèi)氣流流動(dòng)狀態(tài)參數(shù)、有利于得到可靠的非定常試驗(yàn)數(shù)據(jù)和風(fēng)洞運(yùn)行試驗(yàn)費(fèi)用較低的特點(diǎn)，而且風(fēng)洞可以在低于1個(gè)大氣壓狀態(tài)下運(yùn)行，與暫沖式風(fēng)洞相比，可以具有更低速壓的試驗(yàn)?zāi)芰?，這對(duì)進(jìn)行顫振試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)技術(shù)尤其有利。但由于風(fēng)洞運(yùn)行壓力受壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)功率限制，及風(fēng)洞運(yùn)行過(guò)程中氣流溫升受回路冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的限制（一般在40~50℃狀態(tài)下運(yùn)行），因此風(fēng)洞試驗(yàn)雷諾數(shù)通常低于相同尺寸的暫沖式風(fēng)洞。

暫沖式風(fēng)洞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)比連續(xù)式風(fēng)洞簡(jiǎn)單、建設(shè)周期短，造價(jià)比較低，暫沖式風(fēng)洞氣源設(shè)計(jì)包括儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣容積、儲(chǔ)氣壓力和壓縮空氣干燥度的確定、壓縮空氣溫度和供氣系統(tǒng)配置方案的選擇。暫沖式風(fēng)洞運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)氣罐處于放氣過(guò)程，所以氣體總溫將有所下降。允許的氣體最低溫度取決于風(fēng)洞模型試驗(yàn)雷諾數(shù)的允許變化量?？梢酝ㄟ^(guò)儲(chǔ)氣罐內(nèi)設(shè)置可加熱或不加熱的蓄熱介質(zhì)，增大儲(chǔ)氣罐容積來(lái)減少總溫的下降。

軸流壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)洞主要由洞體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和測(cè)量控制系統(tǒng)組成。

軸流壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)洞洞體

它有一個(gè)能對(duì)模型進(jìn)行必要測(cè)量和觀察的實(shí)驗(yàn)段。實(shí)驗(yàn)段上游有提高氣流勻直度、降低湍流度的穩(wěn)定段和使氣流加速到所需流速的收縮段或噴管。實(shí)驗(yàn)段下游有降低流速、減少能量損失的擴(kuò)壓段和將氣流引向風(fēng)洞外的排出段或?qū)Щ氐斤L(fēng)洞入口的回流段。有時(shí)為了降低風(fēng)洞內(nèi)外的噪聲，在穩(wěn)定段和排氣口等處裝有消聲器。

軸流壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)洞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

軸流壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)洞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由可控電機(jī)組和由它帶動(dòng)的風(fēng)扇或軸流式壓縮機(jī)組成。風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)或壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使氣流壓力增高來(lái)維持管道內(nèi)穩(wěn)定的流動(dòng)。改變風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速或葉片安裝角，或改變對(duì)氣流的阻尼，可調(diào)節(jié)氣流的速度。直流電動(dòng)機(jī)可由交直流電機(jī)組或可控硅整流設(shè)備供電。它的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低，多在低速風(fēng)洞中使用。使用這類(lèi)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的風(fēng)洞稱(chēng)連續(xù)式風(fēng)洞，但隨著氣流速度增高所需的驅(qū)動(dòng)功率急劇加大，例如產(chǎn)生跨聲速氣流每平方米實(shí)驗(yàn)段面積所需功率約為4000千瓦，產(chǎn)生超聲速氣流則約為16000～40000千瓦。

軸流壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)洞測(cè)量控制系統(tǒng)

其作用是按預(yù)定的實(shí)驗(yàn)程序，控制各種閥門(mén)、活動(dòng)部件、模型狀態(tài)和儀器儀表，并通過(guò)天平、壓力和溫度等傳感器，測(cè)量氣流參量、模型狀態(tài)和有關(guān)的物理量。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，20世紀(jì)40年代后期開(kāi)始，風(fēng)洞測(cè)控系統(tǒng)，由早期利用簡(jiǎn)陋儀器，通過(guò)手動(dòng)和人工記錄，發(fā)展到采用電子液壓的控制系統(tǒng)、實(shí)時(shí)采集和處理的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

本詞條由“科普中國(guó)”科學(xué)百科詞條編寫(xiě)與應(yīng)用工作項(xiàng)目 審核 。

軸流壓氣機(jī)，是氣流基本平行于旋轉(zhuǎn)葉輪軸線流動(dòng)的壓氣機(jī)。軸流壓氣機(jī)是功率在1MW及以上的燃?xì)廨啓C(jī)中使用最普遍的壓氣機(jī)類(lèi)型。這類(lèi)壓氣 機(jī)大多采用多級(jí)，級(jí)數(shù)在7?22之間。

大部分的軸流壓氣機(jī)有一組位于第1級(jí)轉(zhuǎn)子葉片前 面的進(jìn)口導(dǎo)流葉片。一級(jí)軸流壓氣機(jī)包括一組轉(zhuǎn)動(dòng)葉片和跟隨其后的固定擴(kuò)散葉片。在最 后一級(jí)固定擴(kuò)散葉片之后的一組固定葉片被稱(chēng)為排氣導(dǎo)流葉片。 軸流壓氣機(jī)是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件。由于其涉及技術(shù)面廣，研制難度大，一直是發(fā)動(dòng)機(jī)研制中的瓶頸技術(shù)。

中文名稱(chēng)

軸流壓氣機(jī)

英文名稱(chēng)

axialflow compressor

定　　義

氣流基本平行于旋轉(zhuǎn)葉輪軸線流動(dòng)的壓氣機(jī)。

應(yīng)用學(xué)科

航空科技（一級(jí)學(xué)科），推進(jìn)技術(shù)與航空動(dòng)力裝置（二級(jí)學(xué)科）

中文名稱(chēng)

軸流[式]壓氣機(jī)

英文名稱(chēng)

axial flow compressor

定　　義

工質(zhì)流動(dòng)的主方向是軸向的壓氣機(jī)。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級(jí)學(xué)科），汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)（二級(jí)學(xué)科）

軸流式壓氣機(jī)由轉(zhuǎn)子和靜子組成。轉(zhuǎn)子是一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)對(duì)氣流做功的組合件。在雙轉(zhuǎn)子渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)中，壓氣機(jī)又分為低壓轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子；在雙轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中，低壓轉(zhuǎn)子就是風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，或者是風(fēng)扇轉(zhuǎn)子和低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的組合。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子一般是簡(jiǎn)支的，也有些是懸臂支承，或部分輪盤(pán)外伸 。