涡轮喷气发动机的制作doc.docx
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涡轮喷气发动机的制作doc
2008-11-0817:
57:
39阅读105评论0字号：
大中小
（制作涡喷特别提醒！
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安全守则：
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涡喷的制作不同于其他模型，由于涡喷在高温与高速条件下工作
如果你不想被当成烤鸭请注意下面的事项！
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1.别被火喷成烤鸭，玩火要有科学知识指导。
2.，涡轮一定要作动平衡才能用。
3.无论如何不要在共公场合试发动机，很多人围观不是好事。
4.涡轮转速高达70000转每分以上，没机械基础不要去试！
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5，发动机试运与工作中，永远不要站在涡轮的两侧正对位，以免涡轮发生事故时，钢片高速飞出，象子弹一样，危及生命！
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特别提醒!
做涡喷一定要有机加工与材料常识，了解金属，火灾,爆炸原理，等安全知识，安全第一。
性能参数;
直径：
120mm
长度:
210mm
净重:
1kg
推力：
2.5kg力
国外造价参考：
约100美元
国内材料成本约需：
300元人民币
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涡轮主要部件：
压气机FD0040主要是为燃烧室提供大量的空气，用航空板粘制而成
涡轮FD0055用耐高温不锈钢板，剪出叶片，弯成形状。
燃烧室用不锈钢容器改制
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个人心得：
做为自制涡喷的原型机，可能现在你打算自制涡喷时，不用选择制作fd3-64，因为它毕竟是98年的产品，现在的国外爱好者的通过改进设计，自制涡喷已经达到12公斤推力。
推重比10左右。
，但不要认为它已过时，而一无用处，因为fd3-64的制作理论，让你在家哩打造涡喷成为了
现实，不用去担心没有航空发动机制造厂的专用设备，因为日常生活中你能找到相应的材料来加工。
同时，作者打破迷信专业厂家的思想，自己开动脑筋，用中国人的话说，就是想尽一切土办法，在科学的理论指导下制成了能用于航模的喷气发动机。
他的成功，同时也鼓励了更多的爱好者参与到自制涡喷的研究与发烧行列中来，大大提高了自制涡喷的推力，这是一种挑战与锻炼。
同时我们也可以参考fd3-64的制作加工部件过程，敢于根据自己的条件，在科学理论指导下，改进加工方法。
但是fd3-64毕竟是过时的设计，它的木头压气轮需要碳纤加强，加上效率不高，因此，后来的改进采用了kkk系列或盖勒特商品压气轮部件，稍大点的汽车配件店可以买到。
FD3/46涡轮喷气发动机制作方法-摘录
在此感谢“东方蜘蛛”的大力支持
原著：
kurtshreckling
摘自《Gasturbineengineformodelaircraft-航模涡轮喷气发动机>》
业余制作涡轮的工具：
一台普通的车床
能焊不锈钢的电焊
电钻
由于详细的设计与制作过程有一本80页的书那么多，以下仅为书中内容的摘要！
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1.涡轮
涡轮的桨叶长度大约是外经的1/6，（对于业鱼爱好者来说不要问为什么），因为是作者无数次实验的数据。
涡轮不能钻孔，叶片数设计为17片。
当温度从500度降至20度时，涡轮与机壳的间隙会减少5％，也就是说设计时要预留涡轮膨胀空间，太大了不行。
没推力了。
涡轮为2.5mm耐高温不锈钢剪口弯成。
2.轴
高转速低转矩，必须很硬，不然会在60000转、分的情况下共振玩完，本发动机采用铝合金以助散热，两端为不锈钢。
轴承要高转速的，达90000转、分才行。
使用润滑油降温，可以用日常找到的688代替。
3.压气叶轮
材料为航空层板，或山毛榉等结实的木头。
外绕碳纤加强.
4.涡轮动平衡
（请参见涡喷自制问答）
5.加工资料
fd3-64设计与部件加工蓝图下载...........>解压密码：
联盟成员免费获得!
kj66的手工版
（适合中国爱好者参考的制作）
直径：
110mm
长：
235mm
最大推力：
5kg
最大转速：
103,000rpm
排气温度：
550degC
净重1.140Kg
本设计是kj66手工制作版，国外爱好者自力更生，除压气轮采用了车用的配件压气轮之外，其余全采用手工制作，，，，以上是kj66的手工制作成品。
个人心得:
（供爱好者参考）
对于国内爱好者要自制涡喷，根据本人的制作经验，我个人认为，可以在对fd3-64的加工设计原理有一定了解后，制作KJ66（手工版）是一个比较合适的选择，因为如下的改造足以让你觉得动心。
1.压气轮
新的设计使用了涡轮增压器用的kkk系列铝合金压气轮。
各大汽车配件店能购到
由于原fd3-64木制压气轮制作比较麻烦，加上一定要碳纤加强，才能确保安全，
但碳纤在国内可能很难买到。
因此会阻碍制作进程。
也可能打消你制作的欲望。
为了提高压气机的效率，简化制作步骤，因而在kj66上采用是汽车常用已做好动平衡成品kkk系列铝合金压气轮。
（本工作室可提供所需的压气轮配件）
2.燃烧室
原设计是圆锥状，效率不高。
环型燃烧室为重新设计为圆柱状，，不再用笨重的盘状结构燃料管，而是用6根1mm直径的注射器针来做，增加了六根燃料蒸发短管，改进后，提高了燃烧效率，有能力让涡轮转速达，103000rpm,推力能达到5kg力。
（kj66加工手册上提供了该种燃烧室的蓝图）
3.导气环（简称NGV）
原ngv,要焊在外壳上，加工过程较麻烦一些，现导气环重新设计，，以配合圆柱状燃烧室，可以按图用不锈钢板来焊接加工。
其实ngv国外多种加工方法，看个人情况可以改进加工工艺。
4,涡轮
涡轮可以同fd3-64制作方法一样。
直径为66mm，用3.5mm不锈钢板来做，以增加强度。
5.轴承
选用高速陶瓷角接触轴承，使转速可达到最高要求。
全陶瓷，国内价格较贵。
参考国外的爱好者也是选用普通的较高级别的进口轴承，只是在使用中不要让涡喷长时间工作在最大推力下，同时确保轴承的冷却。
fd3-64为手工自制涡喷探索出一条路，在此基础上就是以专业材料与先进的加工手段加工出来的就是著名的商品涡轮机kj66，
参考意见：
根据个人情况，kj66手工版的制作，我选择完全按kj66的蓝图来加工，最难解决的那个涡轮部件，完全采用fd3-64的加工方法来制作涡轮与动平衡调试，。
最适合目前国内难以买到进口材料的爱好者制作。
商品级：
KJ66
性能参数
直径：
110mm
长度:
240mm
净重:
0.93kg
推力：
8kg力
价格：
约1500美元
KJ66发动机可能是目前最流行的设计，用icon713精铸的涡轮,使之可以达到8公斤推力，这是Artesjets推出的产品，该公司为广大爱好者提供该机型各种配件，使自制爱好者也能在此基础上制造出高推力的涡喷发动机，也可能是目前世界上爱好者自制的最多的机型之一。
下图显示的是自制的kj66内部部件
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喷气发动机和模型：
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1．涡喷发动机的推力和螺旋桨推力的本质区别
FD3/64发动机满载时功率大概为80千瓦。
随着发动机速度的提高，能量的转换率，也就是发动机的效率也不断提高。
假定一活塞发动机工作容积为10cc，功率在转速为12000转/分时为1000瓦。
螺旋桨直径为28cm，螺距18cm，发动机的最大效率为75%，此时转速为70%的最大转速。
其静态推力F=33牛顿大于FD3/64的24牛顿假设分别装有两种发动机的两架飞机的速度由于其他原因都达到40米/秒。
活塞发动机产生的拉力将下降为大约20牛顿，。
此时的喷气发动机终于显示出它的优越性。
在40米/秒的高速下，它的推力只是稍稍地下降了2个牛顿，飞机的速度也将大大地超过装有活塞发动机的飞机。
这也是为什么喷气机的速度能轻而易举地达到3百多公里每小时。
2．发动机的安装和隔热
发动机工作要吸入空气，必须要有一个至少60mm直径的圆形的，一端直径逐渐增加到70mm的空气入口。
喷气发动机的空气吞吐量远小于相当的函道发动机。
推力管道的进气口直径为80mm，喷口为75mm，长度为43cm，使用0.1mm厚的不锈钢制作。
管道的进气口和发动机喷口必须要有大约10mm的间隙，仔细调整发动机喷口和管道之间的距离能够增加大约2牛顿的推力，实验表明管道超过喷口3mm是最明智的选择。
管道的工作温度将达到350度，使用带有胶水的铝泊来隔热将很有用。
3．燃料消耗与油箱
fd3-64使用的是汽油与柴油的混合物，最好是用航空煤油。
油需要用一个小型的油泵来加压。
如果用在航模上，那么需要用7.2v上下的直流小油泵。
发动机的功率大概为80千瓦，如果燃料使用柴油，最小燃料消耗量大概为1。
81g/s。
也就是2.13毫升/s。
不同于其他发动机，喷气发动机的油箱不能进入空气，不然的话为导致油路中断，医院用打吊针的塑料输液袋是很理想的油箱
相关资料与链接：
（专业成员可看隐含链接）
1.绝对让共军弟兄流口水的台湾喷气飞行网站
2.用300元打造完全涡喷实验机（只供试验用）
3.涡轮发动机原理，结构，设计心得与指南
4.下一页：
涡喷自制问题解答FAQ
5.涡喷发动的附件与启动
6.高象真度喷气机战斗机体与加工
7.涡轮喷气发动机部件业余加工过程
8.自制低成本数控翼型切割机
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推力45磅的涡轮喷气发动机
涡轮风扇发动机
涡喷发动机
涡轮喷气发动机
电启动的涡喷:
涡轮喷射发动机的理论文件。
往往长篇大论。
枯燥乏味的公式。
长之又长的理论论证和说明。
都不如这种“人机对话”的3D解说。
简明扼要，使人耳目一新。
很快了解学习涡喷。
涡扇。
冲压发动机的机理。
因为现代社会。
科技日新月异。
除了在大学系统学习外。
在工作岗位已无时间再去进行“细致的学习。
”美国人就是抓住这种现象。
推出很多这类3D人机对话的教材。
你看了这些个“视频”，定会对它有很好的了解与收获！
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1,现代高速飞机多数使用喷气式发动机，原理是将空气吸入，与燃油混合，点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前。
下图的发动机剖面图里，一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级的压缩空气，使空气更好的参与燃烧。
风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油料的混和气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转，最后排出发动机外。
而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上，因此会带动压气风扇继续吸入空气，从而完成了一个工作
2,涡轮喷气发动机这类发动机的原理基本与上面提到的喷气原理相同，具有加速快、设计简便等优点。
但如果要让涡喷发动机提高推力，则必须增加燃气在涡轮前的温度和增压比，这将会使排气速度增加而损失更多动能，于是产生了提高推力和降低油耗的矛盾。
因此涡喷发动机油耗大，对于商业民航机来说是个致命弱点。
3,涡轮风扇发动机涡轮风扇发动机吸入的空气一部分从外部管道（外涵道）后吹，一部分送入内涵道核心机（相当于一个纯涡喷发动机）。
最前端的“风扇”作用类似螺旋桨，通过降低排气速度达到提高喷气发动机推进效率的目的。
同时通过精确设计，使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道，同样解决了排气速度过快的问题，从而降低了发动机的油耗。
由于该风扇设计要兼顾内外涵道的需要，因此难度远大于涡喷发动机。
什么是涡轮喷气发动机？
涡轮喷气发动机是指靠喷管高速喷出的燃气产生反作用推力的燃气涡轮发动机。
现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。
涡轮喷气发动机的基本原理是：
空气经过压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧；膨胀的燃气进入与压气机同轴的涡轮并推动涡轮旋转，使压气机正常工作；从涡轮中流出的燃气经尾喷管膨胀后，高速向后喷出，产生巨大的反作用力。
在不增大核心机的条件下，为了在短时间内增加发动机推力可采用发动机加力措施，战斗机上最常用的办法是在涡轮后安装加力燃烧室。
涡轮喷气发动机的性能指标主要有推力、耗油率和推重比。
推力和耗油率随飞行高度、飞行速度和油门位置的变化关系分别称为高度特性、速度特性和油门特性。
涡轮喷气发动机的发明在航空史上具有极为重要的地位。
1930年，英国人弗朗克·惠特尔取得燃气涡轮发动机的第一个专利。
20世纪30年代中后期，惠特尔和德国人欧海因几乎同时独立完成涡轮喷气发动机的发明。
随着航空燃气涡轮技术的进步，人们在涡轮喷气发动机的基础上，又发明了多种喷气发动机，如根据增压技术的不同，有冲压发动机和脉动发动机；根据能量输出的不同，有涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机等。
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