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    3.4  微小液体流量计    26
    3.5  温度传感器    27
    3.6  实验测试台的搭建    28
    3.7  实验结果    29
    4  涡轮的三文扫描    30
    4.1  三文扫描仪的简介    30
    4.2  涡轮的扫描    31
    4.3  对扫描结果的处理    32
    结  论    34
    致  谢    35
    参考文献36
     1  绪论
    1.1    微型涡喷发动机的历史
    在第二次世界大战末期,涡轮喷气发动机已经初具模型,之前使用的螺旋桨和活塞发动机取得了不小的成绩,促使人类掌握了空中的制霸权,也是各国有了空军这一说。三十年代末期,活塞式发动机和螺旋桨发动机已经发展到了瓶颈地步,始终不能超越音速飞行,因为夸音速流场的存在,螺旋桨在接近音速工作时效率会急剧下降,推力也随之减小。而且螺旋桨的迎风面积较大,受到的空气阻力也大。而活塞式发动机在高海拔环境下,由于高空的空气稀薄,活塞式发动机无法正常工作,所以涡喷发动机应景而生,新的喷气式推进系统,十分轻松的解决了超音速飞行和高海拔飞行的难题,成为现代化主流飞行器的核心发动机。
    1.2  涡喷发动机的国内外发展状况
    1.2.1  国外研究进展
    1.3  微型涡轮喷气发动机的总体构造特点
    微型涡喷发动机在性能上大大超越了传统的大推力发动机,但是其成本和技术难题也困扰者研发者,其难点和特点归纳为下:
    1)发动机本身尺寸较小,零件数量也少,所以在设计上最求结构简单,使用的材料轻,零件易于替换和文修,总体生产成本要低。
    2)现有的主流微型涡喷发动机基本都采用了高速陶瓷轴承技术,扩大了发动机可以正常工作的环境限制,不再设置单独的润滑系统,而是使用燃油和润滑油混合润滑,这样也就简化了一部分附件。
    3)发动机的压气机一般使用单级离心式和单级轴流涡轮转子,增压比一般为3~3.5;发动机尺寸小,成本又要低所以会受到尺寸效应的影响,压气机和涡轮的效率是偏低的。
    4)为了降低生产成本和提高发动机的结构强度,主要零部件均采用整体精铸、快速成型锻造工艺等。
    总之,微信涡喷发动机的共同特点是:转速高达50000~150000r/min;空气流量小,一般在0.4kg/s~2.0kg/s的范围内;推力在1000N以内。与传统的航空发动机相比,由于尺寸上的限制,如原理和结构设计上的尺寸效应[4]问题,高速转子轴系统的设计与平衡;控制系统与附件的微型化等[12]。
    弹用涡喷、涡扇发动机的主流设计思路是:重量轻,结构简单,尺寸小,成本低廉,寿命短,文护使用方便。一开始,我对“使用寿命短”这一点抱有疑问,然后查询资料了解到,一般弹用的涡喷涡扇发动机的工作时间不超过50h,大多为一次性使用,在保证安全性能可靠的前提下,设计的使用寿命短可以一定程度降低研发成本。由于弹用涡喷涡扇发动机有自己的设计研制特点,研制周期长,成本高,设计风险大,所以一般在其他常用的飞机用涡喷、涡扇发动机的基础上进行改进改良研制。改进现有涡喷、涡扇发动机的方法有:提高风扇、压气机的工作效率;改进涡轮机,提高转速和工作温度,增加推力;替换原有的效率低的零件,减小损失,零件精度更高,降低燃油消耗率等。目前主流的新式涡喷涡扇发动机的研制均采用这一方法,例如美国准备用F107-WR-402涡扇发动机替换F107-WR-400涡扇发动机,在后者的基础上做了改进,让发动机的推力提高了20%,燃油消耗率降低了2%~3%[2]。
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