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第138章 单转子双转子和齿轮传动（第1页）

对李怡炫来说，9月份真是好事不断的一个月，与联合技术公司刚刚达成股权对换协议后不到一个星期，远在香港的总部就传来了蚊子-2直升机研发成功的消息，比利还专门发了个传真以示祝贺。

看到这份传真李怡炫简直是哭笑不得，心想你祝贺就祝贺吧，怎么把蚊子-2直升机取得的三十一世纪的航空适航证的影印件也发过来了，要是让其他人看到，少不了又是一番风波。

再说了，三十一世纪的航空适航证能用吗？蚊子-2直升机是研制成功了，可并不代表你就能上市销售了，20世纪的欧美适航证还没拿到呢，所有的手续申请你还得再走一遍才成，而取证周期又是半年到一年的时间。

第二个好消息就是，直升机的新型主减速器研发成功，为电驱尾桨直升机扫清了技术障碍，目前，香港总部的快反中心已经开始了组装首架电驱动尾桨的蚊子-1型直升机，大约两个星期就能组装完毕，接着就是各种的地面试验和试飞验证，至于什么时候能取得适航证就不清楚了，毕竟在原来是历史上，西科斯基公司用了九年时间才拿到一个临时适航证，正式适航证不知道要等到什么时候去了。

除了专门为电驱尾桨开发的主减速器外，采用传统的轴驱动直升机的主减速器德玛吉也有研发，在机器人设计师的帮助下，新型的轴驱动主减速器是一种钢带减速器，有点类似于汽车用的cvt变速箱，只不过它在结构上要比cvt要更复杂。

这种钢带住减速器比市面上的皮带减速器在可靠性和耐用性上，强了不知多少倍，而且在体积和重量上也轻了不少，动力损失也小，维护保养也更加方便。

总之，有了这种钢带主减速器的支持，蚊子直升机的总体性能会更好。

而结果也没让李怡炫失望，当采用了钢带减速器的蚊子直升机的宣传手册一经公开，就获得了可喜的订单，短短一个星期，德玛吉就接到了近一百架订单，而原先定了飞机的客户，也纷纷要求更改合同，把原先的皮带减速器换成钢带减速器。

第三个好消息是，德玛吉的行星齿轮传动系统也开发成功，为德玛吉日后进军涡扇发动机打下了坚实的基础。

说到行星齿轮传动系统，首先就要说一下涡扇发动机的总体结构。在研制一台新的涡扇发动机的时候，最先解决的问题是他的总体结构问题。总体结构的问题说明白一些就是发动机的转子数目多少。

目前涡扇发动机所采用的总体结构无非是三种，一是单转子、二是双子、三是三转子。其中单转子的结构最为简单，整个发动机只有一根轴，风扇、压气机、涡轮全都在这一根轴上。结构简单的好处也不言自明--省钱！一方面的节省就总要在另一方而复出相应的代价。

首先从理论上来说单转子结构的涡扇发动机的压气机可以作成任意多的级数以期达到一定的增压比。可是因为单转子的结构限制使其风扇、低压压气机、高压压气机、低压涡轮、高压涡轮必须都安装在同一根主轴之上，这样在工作时他们就必须要保持相同的转速。

问题也就相对而出，当单转子的发动机在工作时其转数突然下降时（比如猛收小油门），压气机的高压部分就会因为得不到足够的转数而效率严重下降，在高压部分的效率下降的同时，压气机低压部分的载荷就会急剧上升，当低压压气机部分超载运行时就会引起发动机的振喘，而在正常的飞行当中，发动机的振喘是决对不被允许的，因为在正常的飞行中发动机一但发生振喘飞机十有八九就会掉下来。

为了解决低压部分在工作中的过载只好在压气机前加装导流叶片和在压气机的中间级上进行放气，即空放掉一部分以经被增压的空气来减少压气机低压部分的载荷。但这样以来发动机的效率就会大打折扣，而且这种放掉增压气的作法在高增压比的压气机上的作用也不是十分的明显。

更要命的问题发生在风扇上，由于风扇必须和压气机同步，受压气机的高转数所限单转子涡扇发动机只能选用比较小的函道比。比如在幻影-2000上用的m-53单转子涡扇发动机，其函道只有0。3。相应的发动机的推重比也比较小，只有5。8。

为了提高压气机的工作效率和减少发动机在工作中的振喘，人们想到了用双转子来解决问题，即让发动机的低压压气机和高压压气机工作在不同的转速之下。这样低压压气机与低压涡轮联动形成了低压转子，高压压气机与高压涡轮联动形成了高压转子。低压转子的转速可以相对低一些。

因为压缩作用在压气机内的空气温度升高，而音速是随着空气温度的升高而升高的，所以而高压转子的转速可以设计的相对高一些。即然转速提高了，高压转子的直径就可以作的小一些，这样在双转子的喷气发动机上就形成了一个“蜂腰”，而发动机的一些附属设备比如燃油调节器、起动装置等等就可以很便的装在这个“蜂腰”的位置上，以减少发动机的迎风面积降低飞行阻力。

双转子发动机的好处不光这些，由于一般来说双转子发动机的的高压转子的重量比较轻，起动惯性小，所以人们在设计双转子发动机的时候都只把高压转子设计成用启动机来驱动，这样和单转子发动机相比双转子的启动也比较容易，启动的能量也要求较小，启动设备的重量也就相对降低。

然而双转子结构的涡扇发动机也并不是完美的。在双转子结构的涡扇发动机上，由于风扇要和低压压气机联动，风扇和低压压气机就必须要互相将就一下对方。

风扇为将就压气机而必需提高转数，这样直径相对比较大的风扇所承受的离心力和叶尖速度也就要大，巨大的离心力就要求风扇的重量不能太大，在风扇的重量不能太大的情况下风扇的叶片长度也就不能太长，风扇的直径小下来了，函道比自然也上不去，而实践证明函道比越高的发动机推力也就越大，而且也相对省油。

而低压压气机为了将就风扇也不得不降低转数，降低了压气机的转数压气机的工作效率自然也就上不去，单级增压比降低的后果是不得不增加压气机风扇的级数来保持一定的总增压比。这样压气机的重量就很难得以下降。

为了解压气机和风扇转数上的矛盾，人们很自然的想到了三转子结构。所谓三转子就是在二转子发动机上又了多了一级风扇转子。这样风扇、高压压气机和低压压气机都自成一个转子，各自都有各自的转速。三个转子之间没有相对固定的机械联接。

如此一来，风扇和低压转子就不用相互的将就行事，而是可以各自在最为合试的转速上运转。设计师们就可以相对自由的来设计发动机风扇转速、风扇直径以及函道比。而低压压气机的转速也可以不受风扇的肘制，低压压气机的转速提高之后压气的的效率提高、级数减少、重量减轻，发动机的长度又可以进一步缩小。