Почему вместо впускных отверстий с изменяемой геометрией используются входные лопатки для предотвращения помпажа/останова компрессора?

Осевые компрессоры ядра реактивного двигателя (во всяком случае, дозвуковые турбовентиляторные) предназначены для поддержания потока воздуха в правильном направлении при максимальных оборотах в минуту (или близких к ним). Ниже этого воздушный поток все больше и больше замедляется и становится нестабильным. Другими словами, компрессор больше не может сжимать большой объем поступающего в него воздуха. Чтобы предотвратить это, используются регулируемые впускные лопасти для уменьшения объема воздушного потока, поступающего в компрессор при низких оборотах.

У меня вопрос: почему был выбран этот метод? Когда вы запускаете двигатель на малой мощности/об/мин, закрытые лопасти будут создавать сопротивление, подставляя свою тупую поверхность к воздуху. Так почему бы не использовать обтекаемый воздухозаборник с изменяемой геометрией, который может отводить лишний воздух с меньшим сопротивлением? например следующее:

введите описание изображения здесь

ВЕРХ: низкие обороты, раздвижная кольцевая дверца сужает кольцевой зазор

ВНИЗ: высокие обороты, дверь отъезжает назад, увеличивая кольцевой зазор

Ответы (1)

То, что вы предлагаете, используется как пылевой фильтр вертолетных двигателей, но и там заглушка не переменная. Вместо этого воздух проходит через закругленные края воздухозаборника, если требуется меньше.

Впускные лопасти никогда не приближаются к точке, в которой они могли бы заблокировать впуск; вместо этого они направляют поток таким образом, чтобы он попадал на лопатки компрессора под нужным углом атаки. Их можно перемещать, чтобы регулировать поток в диапазоне скоростей компрессора, но они никогда не блокируют поток. Управление потоком достигается за счет нагнетания большего или меньшего количества воздуха в компрессор посредством изменения скорости компрессора. Если нагнетается меньше воздуха, во впускном отверстии создается большее напорное давление, что заставляет большее количество воздуха проходить через впускные кромки . Если разделения не происходит, это вызывает небольшое сопротивление и предпочтительнее, чем то, что добавляет больше массы и сложности.

Переменный впускной корпус, аналогичный тому, который вы предлагаете, используется только на сверхзвуковых впусках, когда удар, исходящий от кончика такого шипа, необходимо расположить близко к кромкам впуска, чтобы достичь условий равномерного потока на входной поверхности и высокой эффективности предварительного сжатия . .

Если их функция — АоА, то почему они всегда изменчивы? Насколько я понимаю, такое управление углом атаки необходимо для предотвращения остановки компрессора на больших скоростях и малых оборотах. Казалось бы, фиксированные лезвия отлично справятся с этой задачей. Что мне не хватает?
@ABJX: См . здесь список хороших ответов. Вкратце: с регулируемыми статорами двигатель имеет более широкий диапазон отклонений от расчетного, регулировка AoA помогает предотвратить остановку компрессора на низких оборотах и ​​​​быстрее реагирует на изменения дроссельной заслонки. Осевая скорость потока падает быстрее, чем окружная скорость лопасти при более низких оборотах, поэтому угол атаки быстро увеличивается за пределы точки срыва.
Извините, под лопастями я имел в виду впускные лопатки.
из этого звена давление падает на выходе из компрессора, вызывая увеличение скорости в ступенях нагнетания (HP), что может привести к засорению этих ступеней. Это вызывает увеличение нагрузки на переднюю ступень или ступень низкого давления компрессора и может остановить эту ступень, вызывая помпаж компрессора (сильная аэродинамическая нестабильность компрессора) на такой низкой скорости. Закрытие регулируемых лопаток статора на передних ступенях разгрузит эти ступени, тем самым предотвратив остановку компрессора, другими словами, осевой поток будет слишком медленным, как я и сказал. И да, я понимаю, что медленный осевой поток может поднять угол атаки.
это тоже, похоже, указывает на то, что слишком много воздуха для обработки?