【殿堂级】微型涡喷发动机制作经验总结（原型机GR180）

cai鸟先飞

滑翔机2000 发表于 2017-6-20 22:19
高端人才~~

不敢当哦。论坛里大神云集，我就随便玩玩。。

cai鸟先飞

不要不要 发表于 2017-6-20 22:19
http://bbs.5imx.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1253556
论坛里人家做的涡喷，一步步的过程还有图片很 ...

恩，谢谢哥们，这个帖子里的哥们也是很厉害的，团队人数不多，但是都是专家级人物，是值得学习的对象哦。

cai鸟先飞

虎之 发表于 2017-6-20 22:56
大神级的帖子，请收下膝盖吧！！

曾经我也跪着看别人的帖子。。

cai鸟先飞

yuyanzt 发表于 2017-6-20 23:27
怎么还没射精呢？？？？

谢谢哥们支持，已经那啥，“射精”了。

cai鸟先飞

catv 发表于 2017-6-21 09:02
强帖！必须留名，期待后续。

谢谢哥们支持，后续在路上。。

cai鸟先飞

小学生灬 发表于 2017-6-21 09:10

谢谢哥们支持哈。

cai鸟先飞

sdxgy 发表于 2017-6-21 09:13

元老级大哥，谢谢支持。

cai鸟先飞

风轻洋洋 发表于 2017-6-21 10:22
以前工作接触过汽车的涡轮增压器（核心也是压气和涡轮），厂家是全球范围内做的很好的一家，然而就一些关键 ...

哥们说的很在理，我目前也是根据人家的资料来进行仿制，压气轮叶型与效率之间的技术我连门都找不着，只能靠一步一步试错来挑选最适合的叶轮。希望我们国家也早日突破发达国家的技术壁垒，然后收别人的智商税。

cai鸟先飞

2.3.2 扩压器：

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主要功能就是将压气轮压缩的空气，进行减速升压，以提高到维持涡喷运转所需的初始压力。通过图片可以看出来，扩压器的叶片是带一定角度放射式布局，叶片之间的通道呈越来越宽的趋势，这个原理很好理解，和河流的原理一样，同样的流量，在空间大的地方流速会减慢，但是后面的空气仍然源源不断的在供应，前慢后快，空间大的区域的空气因为流速慢而被后方空气挤压而增加压力。我把它理解为堆积效应。目前我们常见的模型涡喷的扩压端压力在0.2-0.3Mpa左右。

这里有一点专业词汇：压缩比。意思是空气在压气轮前的压力和空气在扩压气后的压力比值，一般是测量值加上一个标准大气压。拥有足够能量的空气从燃烧室内外圈表面的气孔和蒸发管进入燃烧室内部产生混合回流。之后的燃烧过程会在燃烧室的章节再详细分析。

经过扩压器升压之后，升压之后的空气压力不能太大，也不能太小，压力太大容易导致火焰杯吹出燃烧室，就是常见的喷火状态（喷火状态原因有多重，这只是其中一个），无法良好的燃烧；压力太小，则空气流速不够，单位时间内供给燃烧的空气不足，虽然涡喷能够持续运转，但是出现的状况则是，涡喷高速上不去，高速即便上去了推力也只能维持在很低的水平，无法达到最佳状态。（这段也许有误）

一个合格的扩压器，上面扩散叶片的角度非常重要。尤其是扩压器的初级叶片。初级叶片之间形成的流道面积部分，是压气轮压气压力和发动机燃烧室导流器涡轮喷口压力的角逐点，压气轮压气压力必须要大于后部的压力，发动机才有可能进行流畅的加速。如果扩压器后部的压力接近或者高于压气轮压气压力，则发动机会表现出加速无力，或者无法加速，或者喘振现象。流道的面积必须通过精确计算，我是仿制的涡喷，具体涡喷的设计参数计算方法还有待学习。我的强项是加工，咱们谈谈加工的东西吧。

cai鸟先飞

扩压器的关键点在于流道咽喉处的尺寸，理论以及加工精度。

流道咽喉对发动机的性能起关键作用，千万别异想天开去把小数点凑整了。

常见的两种扩压器上的叶片，也可以理解为径向扩散的为初级叶片，轴向分布的为次级叶片。

TWKT为主流的扩压器设计方案有创新意识      JETcat为主流的扩压器设计方案制作方案非常成熟

扩压器目前主流的设计方式有两种，一种是对设备要求高需要分度头加工的，大家最常见的那一种，代表商品机有JET CAT、JET MUNT、ATJ等等；而另一种则是对设备要求相对低一点的，直接铣床就能加工的，代表商品机有KING TEACH，当然我做的也是后者，但是原作者并没有把他的涡喷商品化，严格的来说不算商品机，但是设计思路都是如出一辙。

cai鸟先飞

两种扩压器都有各自的优缺点：

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TWKT的扩压器明显是经过精心设计改良的方案，适合模具铸造成型，而且不需要四轴加工中心再进行大量的切削加工，生产速度快，工序简单，量产的成本将会变得非常低。而且，KT公司在他们的扩压器中加入了许多其他的功能，比如集成了供油系统、轴承润滑系统，使得KT涡喷发动机组装更简单快速；偷轻的设计方案，既保证了扩压器的整体强度，使之在难以损坏的前提下重量变得更轻。

缺点就是需要开模具，精铸的模具费用很昂贵，但是产量提高可以飞快的赚回模具成本。还有一个麻烦的地方就是，如果有较大的设计方案更改，模具基本就算报废了。

再来说说JETcat为代表的扩压器设计方案：这种方案必须要用到四轴加工中心，对机器的要求高，对加工人员的要求也不低。工艺设计人员必须熟悉车铣加工工艺，提前设计好加工方案。加工至少要4道工序才能完工。这种加工方案不可避免的加工起来会很麻烦，所以成本在没有大批量的情况下很难降下来。

判断一个扩压器的好坏，从设计方案来讲，要能够发挥发动机的最大性能，要能够尽可能降低加工难度；从加工来讲，加工零件尺寸要符合图纸的要求，对于细节的处理要足够精致。测量扩压器的尺寸是否符合图纸需要借助专业的测量仪器，大家也极少具备这种条件。还有一个可能就是，设计者为了防止产品被抄袭，故意设计一些很复杂的造型作为门槛。

在网络上买扩压器的朋友，很大的可能花了钱，买了一个没办法用的扩压器回去。因为不能判定是不是和其他零部件兼容。大多数的结果就是不了了之。当然，用看起来漂亮来判断一个扩压器的好坏，实际上是不明智的，漂亮只是一个加工者对待自己作品的专业态度，实用，好用才是最终目的。

cai鸟先飞

扩压器加工：

JETcat扩压器的加工方法可以参考下方视频截图

xu7118

对自己来说玩涡喷难度太大了，还是希望LZ能给喜欢玩的朋友提供套件，数量上来了价格又合适的话众筹应该会有不少人要的!

$$$$$$$$

八年前，我跟我一同学在 北航大学  有个什么 赛， 见到南航的学生搞得模型涡喷，跟LZ 的结构差不多，，从外表上看，涡轮和导向器像是铸造的，扩压器跟LZ  加工的类似，用了五轴加工中心，俩轴承是那种满珠的陶瓷轴承，。我感觉模型涡喷，设计估计是个难点，制作上难度不是很大，

tjcdq

沃日，这个涡喷的难度实在是太大了。需要精密加工，材料要抗高温。。。。。。。。。

cai鸟先飞

2.4 燃烧室

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关于涡喷燃烧室，我想说的是：这是涡喷所有部件里面最为核心的东西，直接影响到涡喷的性能。

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燃烧室内部一般分为三个区，从前往后一次为主燃区、补燃区、掺混区。各个区域主要的功能是：

主燃区：温度最高，火焰主要燃烧的区域，主燃区需要产生大的漩涡以混合油雾与空气然后加速燃烧；

补燃区：主燃区燃烧之后还有部分富裕燃料未燃烧完全，通过补燃区使燃料完全燃烧。经过补燃区燃烧后的高温气流温度约为1600-1800K左右；

掺混区：掺混区通过较大的开孔引导大量的低温气流与补燃区之后的气流混合降低气流温度，在这一阶段，设计优良的燃烧室能使所有的燃料全部完成化学反应（即控制燃烧室火焰，使之不流向导流器涡轮）。

大家看到的涡喷喷火，实质就是燃料没有在燃烧室燃烧完全，跑到燃烧室外部燃烧了。经过掺混区之后，进入导流器之前的高温气体温度大约被控制在1200K左右。这样经过导流器和涡轮的减压、增速、降温之后，到达涡轮之后喷口之前的气体温度能被降低到900K左右，再经过喷口的降温，排气温度最终被控制在800K左右。换算成摄氏度即为800-273=527℃。

关于各个区域的孔为什么开这么大？我并没有做相应的研究，所以在这里无法给大家讲解透彻，正如我说的，我擅长的是机械加工，关于涡喷的理论知识，实在是欠缺的太多，如果大家有不同的意见或者看法，欢迎吐槽，欢迎补充，我会及时更正避免误导阅读此文的朋友。

cai鸟先飞

从这张图片可以看出燃烧室内部气流流动状况：主燃区有较大的漩涡，能够在极短的时间之内混合空气和油雾，使之迅速燃烧（区域颜色较淡，表示燃烧速度很快）。图片中看不到蒸发管，一般情况下，蒸发管的出口就是在主燃区的位置。蒸发管入口处的压力高（静压），蒸发管出口处的流速快压力低（动压），蒸发管流出的雾化煤油在主燃区混合燃烧。主燃区未完全燃烧的高温混合物紧接着在补燃区燃烧，理想的状态是在补燃区，所有的燃料全部燃烧完全，然后高温气流通过掺混区，与大量的冷却空气混合降低温度，使废气温度能降低到导流器和涡轮能够承受的温度。

通常发动机试车过程中发现推力不足，高温，有蓝色火焰等现象，有可能就需要对燃烧室做调整。燃烧室的开孔非常微妙，也是发动机制作的核心技术。很遗憾，目前我没有针对燃烧室更专业的知识和经验。

燃烧室主燃区油气混合比例约为1:14.8

cai鸟先飞

燃烧室加工：

其实我很高也

看了这么多 ！ 希望楼主 测试ok之后给个套件。这样大家也一起乐乐

任智鹏

楼主，我们可以交流一下想法。你加我微信说吧：18937406611