渦軸發動機的案例
氣動仿真助推渦軸發動機型號研制全面加速
同時，新材料、新工藝的發展，以及適航性、安全性要求等均對渦軸發動機的性能仿真提出了新挑戰，例如，內部流動的尺度效應明顯，邊界層三維效應強，小尺寸流動湍流邊界層厚度甚至接近流動尺度，黏性力影響大，壁面摩擦和熱交換現象均更劇烈；氣流折轉多，內部流場的畸變和損失控制難度大；渦軸發動機最常見的裝機位置是在直升機旋翼下方，旋翼的下洗氣流會誘發發動機喘振和左右發功率不平衡等問題。
此外，渦軸發動機仿真還面臨著逆壓梯度大、流動三維效應和轉靜子干涉明顯、流動耦合互相關效應強、內流氣體物理特性變化大、存在氣/液/固三項流耦合情況等發動機仿真的共性問題，這些問題均給渦軸發動機的流動模擬精度的提升帶來了挑戰，獲得高精度性能仿真結果的難度極大。因此，如何準確模擬渦軸發動機典型部件和附屬系統內部的流動現象，以提高性能仿真的精度和可靠性，一直以來都是渦軸發動機仿真研究的重中之重。
葉輪機流場/性能仿真
與一般航空發動機類似，渦軸發動機葉輪機氣動仿真主要包括壓氣機和渦輪的氣動仿真，是渦軸發動機仿真工作的重點。動研所通過相關研究工作，使得仿真的精度和可信度已滿足工程研制需要，為加速渦軸發動機研制提供了強有力的支撐。
采用S2流面計算分析與規范化的雷諾平均方程（RAN-S）方法，對壓氣機、渦輪開展常規的設計分析與迭代優化工作，可以在較短時間內以較低成本提供葉輪力學性能數據及對應的詳細流場細節，從而能在數天時間內完成方案設計與性能分析工作，加速渦軸發動機設計過程，如圖2所示。
展開 全國產10-13噸大中型直升機1600kw渦軸發動機
2017年9月14日，第四屆中國天津國際直升機博覽會開幕，在中國航發的展臺上展出一款1600KW級渦軸發動機。該機借鑒國內外研制經驗結合國內工業現狀，立足國內成熟材料和工藝水平，完全獨立自主研發的先進渦軸發動機。這款發動機性能水平與當代國際同等功率等級在役渦軸發動機水平相當，功率等級和結構安裝性可滿足大、中型直升機對動力的需求。
全國產10-13噸大中型直升機1600kw渦軸發動機
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航空發動機領域“重災區”！造航發不能只盯渦扇，渦槳也很弱！
對于各種飛機來說，困擾國人多年的是航發問題，總是難以研制出高性能的發動機是我們的一塊心病。飛機的速度，起飛以及機動都對飛機發動機有著比較高的技術要求，因此把發動機稱謂飛機的心臟是絕對正確的。雖然我國在發動機技術上暫時還趕不上西方國家，還沒有取得同樣令人振奮的成就，但也在逐漸看到隧道的盡頭，勝利就在眼前。和我國目前層出不窮的各種飛機比起來，本來應該先行一步的發動機遜色許多。飛機發動機一般分為渦扇發動機、渦軸發動機以及渦槳發動機，我們一般經常聽到的就是渦扇發動機。比如殲-20戰機所使用的渦扇-10，運-20大型運輸機使用的渦扇-20。
而之所以大家對渦扇發動機比較熟悉是和國家側重點不同有很大關系的。戰斗機是國之重器，沒有戰斗機就沒有制空權，所以戰斗機發動機的研發自然優先，戰斗機使用的就是渦扇發動機。直升機使用的是渦軸發動機，近些年隨著國家對各種武裝直升機研制的傾斜，渦軸發動機也取得了一些突破。與渦扇發動機和渦軸發動機比起來，渦槳發動機是我國目前航空發動機領域最空白的一個項目，簡直就是中國航空航天的重災區。渦槳飛機也就是螺旋槳飛機，而螺旋槳可由渦槳發動機或者活塞式發動機驅動，渦槳比活塞式的重量輕、功率大、升限高、運轉平穩，所以許多大型運輸機都采用渦槳，像美國C-130大力神運輸機。活塞式通常只用于小功率場合，比較常見的就是民用的救援，救災飛機，偏小型化。和噴氣式飛機比起來，雖然渦槳飛機速度慢，噪聲大，但是省油、起飛著陸距離短，在不少場合具有獨特的優越性。比較具有代表性的就是美國C-130運輸機，由于是渦槳發動機所以飛起要求特別低，甚至沙地土地都可以，只要距離不是特別短，起飛都不是太大的問題。在一些條件不太好的戰場，這種以渦槳驅動的飛機解決了很大的問題。
展開 GE宣布在美陸軍新型渦軸發動機項目ITEP競爭中獲勝
霍尼韋爾公司更是制造過大功率4,800軸馬力T55渦輪軸，目前該渦軸發動機為美陸軍數百架CH-47和MH-47“支奴干”重型直升機提供動力。
戰略與國際研究中心學者Gabriel Coll則認為GE獲勝的秘訣在于其推出的單軸方案簡單有效，Coll表示：“現役的黑鷹和阿帕奇直升機動力T700也是單軸結構，只有一個壓氣機和渦輪，而T901發動機的方案更加成熟可靠。而ATEC公司的T900發動機采用雙軸結構，顯然增加了復雜性和重量，這在直升機上顯得不合需求。”
不過值得指出的是，ATEC公司采用雙軸結構并非毫無好處，由于是雙軸結構，每組壓氣機-渦輪都可以運行在最佳轉速下，它可以隨著直升機的飛行操縱，采用復雜的軟件來改變發動機的功率變化，實現最高效率和最小磨損。普惠和霍尼韋爾公司聲稱他們的雙軸T900發動機燃油效率有潛力比同等單軸發動機還要提升4%，持續時間延長10%，并且利潤率提高10%。
T901發動機總體結構方案
當然，GE公司顯然不同意這一說法，GE表示說他們也探索了雙軸設計并拒絕它，原因是該方案會導致發動機太沉重和難以維護，特別是在崎嶇的前線條件下。至于潛在的未來增長，GE指出其在T700發動機上的記錄，從1973年的1,500馬力到今天的2,750以上，單軸設計同樣可以不斷衍生和改進性能80%。
“你甚至可以對三軸結構進行論證。”GE公司工程師Aboulafia聳了聳肩。他指出，英國羅羅公司就生產三軸渦扇發動機，但這真的取決于動力的使命和客戶想要的東西。
展開 
【電動飛機】Zunum選擇賽峰渦軸發動機作為其混合動力支線飛機發電系統的核心
賽峰將為波音投資、位于西雅圖的初創企業Zunum航空混合電動小型支線飛機提供渦輪發動機作為核心發電系統。在雙方達成的長期協議中，賽峰直升機發動機公司將為Zunum公司的12座、航程700英里ZA10飛機開發發電系統。該發電系統的核心是基于1700-2000軸馬力的阿蒂丹3渦軸發動機的改進型——阿蒂丹3Z。
改進的阿蒂丹3Z發動機作為發電功率達到500千瓦的發電系統的基礎，與飛機的電池包一起驅動兩臺500千瓦電動涵道風扇產生動力。賽峰將把阿蒂丹發動機和Zunum選取的發電機組合起來，計劃于2019年中以前在法國進行地面測試，后將該500千瓦渦輪發電系統交付給Zunum裝入其飛行測試平臺（FTB）。
Zunum航空的聯合創始人、首席技術官馬特·可耐普稱：“我們與賽峰合作了九個月，他們對支線航空市場充滿信心，并且理解直升機在支線航空市場是行不通的。”Zunum將開發新型的發動機（阿蒂丹最初于2013年取證），并希望獲取渦軸發動機而不是渦槳發動機。可耐普稱：“直升機發動機更短、更集成，傳動軸從冷端出來后更加容易啟動發電機。”
賽峰將對阿蒂丹發動機進行修改以滿足Zunum的需求后進行重新取證。可耐普稱：“對發動機的修改主要是關于成本而并非性能。” Zunum同時也在開發推進電機和涵道風扇，并計劃在年底前完成發電機選型。
阿蒂丹3Z與現有直升機發動機的不同之處在于其將在最佳工作點持續運行，燃油消耗最低，生命周期最長。集成了先進材料和生命周期管理技術，延長了關鍵部件的壽命，降低運營成本。
Zunum航空從2017年4月出現在大眾視野，由波音的HorizonX和捷藍（JetBlue）技術投資。發動機選型是該公司的里程碑節點。可耐普稱：“發動機是直接運營成本的重要組成部分，事關我們生死存亡。”
展開 飛機“心臟”渦軸發動機到底有多精密？
這是大型渦扇發動機的風扇葉盤，一片片葉片安裝在盤轂上，損壞后只要單獨更換，葉片間通過加強凸肩連在一起，能增加葉盤的整體強度。
4級低壓壓氣機。
第一級壓氣機的葉片也具有類似的凸肩。
葉片通過凸肩緊緊抵在一起。
密集的10級高壓壓氣機。
發動機的傳動箱。
渦扇發動機殼體。
高壓壓氣機。
著名的TV2-117渦軸發動機，1959年由克里莫夫設計局開始研制，1965年投產后一直持續生產到1997年，總產量約23000臺，總運行時間超過100萬小時。
TV2-117安裝在了MI-8河馬系列直升機上，10級壓氣機的前三級葉片可調。發動機有兩級壓氣機渦輪和驅動負載的兩級自由渦輪。照片所示是發動機的進氣口。
TV2-117的壓氣機。發動機起飛功率1500馬力，此時油耗為0.310千克每小時每馬力。
隱藏在尾噴管中的輸出軸。
尾噴管細節。
展開 央視披露直10研制艱辛 昌飛職工：終于能有飯吃了
另外，節目中也透露，中國航發已經明確了下一步的方向，要搞出達到國際一流水平的大功率渦軸發動機，這也意味著中國未來的直升機將有更加澎湃的動力。
國內航空發動機產業發展現狀，中國航發動力上半年實現營收91.93億！
2019年10月，渦軸-16發動機獲得中國民航局頒發的型號合格證，證明其設計制造達到了《民用航空適航規定（CCAR-33）》的安全水平，為該型發動機進入市場及保障AC352直升機安全投入運營奠定了基礎。
渦軸-16發動機的起飛功率不小于1240千瓦，發動機基準重量不超過230千克，翻修間隔時間3000小時，技術成熟后可達5000小時，所有壽命均大于15000小時，平均無故障間隔大于550小時，達到了國際先進水平。渦軸-16填補了我國1300千瓦功率級民用渦軸發動機的空白，這款產品投入市場后將改變國內民用渦軸發動機經濟性和可靠性較差、無法滿足客戶需求的現狀。
渦軸-16發動機
在渦槳發動機研發上，中國航發正在全力推進5000千瓦民用渦槳發動機AEP500的設計研發工作。AEP500發動機為三轉子布局，采用先進的氣動設計，具有低油耗、低排放和長壽命的特點。其最大巡航速度不低于0.6馬赫，最大使用高度為1萬米，起飛時的耗油率不超過0.26千克/（千瓦·小時）。在2019年北京航展上，中國航發展出了AEP500核心機的技術驗證機。根據計劃，該驗證機將在2023年左右開始測試工作。
在大型商用飛機發動機研發上，中國航發也已規劃了三個產品系列，分別是未來可裝配C919大型客機的“長江”1000、可裝配寬體客機的“長江”2000和可裝配ARJ21改進型的“長江”500。
長江-1000發動機
根據規劃，“長江”系列發動機是雙轉子、直接驅動大涵道比渦扇發動機，具有低油耗、低排放、低噪聲、高可靠性、低維護成本等特點。“長江”系列的三款產品在技術上一脈相承，具體技術路線是以“長江”1000發動機的核心機為基礎，經過相似放大和局部優化發展出“長江”2000的核心機，再匹配低壓部件并嵌入經過驗證的新技術后形成“長江”2000發動機。
展開 混合動力系統仍將是城市空中交通飛行器的首選？
霍尼韋爾公司就在今年的美國直升機展上發布了一款基于渦軸發動機的混合動力裝置。該裝置由HTS900 發動機驅動兩臺高功率密度的發電機，每臺發電機功率達200kW。
霍尼韋爾基于HTS900發動機的混合動力系統。
霍尼韋爾表示，采用了電池的混合動力裝置將比傳統的HTS900發動機減少30％~50％的碳排放，十分有利于VTOL飛行器在城市上空的飛行。除HTS900以外，相同的發電機也可以用于霍尼韋爾其他渦軸發動機產品。
據介紹，XTI公司的TriFan 600是首款選用這型混合動力裝置并投入使用的飛行器。
XTI公司的TriFan 600飛行器。
行業有力競爭者
除霍尼韋爾公司以外，其他公司也在這個領域進行投入。
貝爾公司在今年發布了eVTOL飛行器Nexus，該機采用了賽峰開發的混合動力系統（HEPS），裝有6個傾轉式涵道風扇，功率可達600kW，其渦輪發動機和電池系統安裝在后機身上部，為飛機提供混合動力。
貝爾公司Nexus飛行器及采用的賽峰的混合動力系統。
在2018年年中，賽峰開始測試100kW級的混合動力分布式推進系統，最近還公布了500kW級的電動機；并提供了一款基于改進型“阿蒂丹”3（Ardiden 3）渦軸發動機的混合動力系統，為Zunum公司的12座ZA10混合動力飛機提供動力。
賽峰的100kW級混合動力系統在進行地面測試。
在2018年英國范堡羅航展上，羅羅公司推出一種電動垂直起降（eVTOL）飛機，并為其配備基于M250發動機的混合動力系統。
展開 再來看看這款很有前途的發動機吧
希望中國航空發動機業界能由此像之前引進烏克蘭UGT-25000型燃氣輪機一樣抓住這次機會，一舉填補中國在三轉子航空發動機、重型渦軸發動機和槳扇發動機三個領域的空白，實現跨越式發展。
馬達西奇公司基于D-436核心機研制的D-136渦軸發動機。該發動機是著名的米-26重型直升機的配套動力裝置，最大功率為8500千瓦，雄踞世界第一。如果中國能掌握這款發動機，目前中俄正在聯合研制的重型直升機的動力系統就有了保障。
馬達西奇公司基于D-436核心機研制的D-27槳扇發動機。該發動機是目前世界上唯一一種投入實用的槳扇發動機（應用于安-70型運輸機）。值得一提的是，它還是蘇聯流產的雅克-44艦載固定翼預警機的配套發動機。該預警機原定裝備于烏里揚諾夫斯克號核動力航空母艦。
來源：觀察者網
展開 中烏航空動力合作亮相航展 4款先進航發首次登場
雙方展出了4款航空發動機，涉及渦軸、渦槳、渦扇等系列，均為首次在珠海航展展示。在以發動機渦輪結構為造型的聯合展臺上，雙方展現了合作的業務體系、發展規劃及對中烏航空動力合作的里程碑。這標志著雙方在航空發動機領域的合作進入到新的發展階段。
天驕航空與馬達西奇展示的4款重點發動機涵蓋了大、小涵道比渦扇發動機、渦軸發動機和渦槳發動機。AI-322系列發動機是新一代小涵道比渦扇發動機，其加力型為AI-322F，可滿足多種類先進教練機的使用要求，也可配裝于我國的L-15高級教練機上； TV3-117VMA-SBM1V系列渦軸發動機可用作12~15噸新型直升機和在役直升機換發的動力，優異的可靠性和在高海拔地區等極端條件下的適應能力，可滿足我國在科考、物資運輸、救援等方面的急需；D-436-148FM發動機是一款大涵道比渦扇發動機，適用于支線、中短途干線客機和運輸機，目前主要配裝安-178飛機；MS-500V-S系列發動機是一款先進的小功率渦槳發動機，可用于通用航空、支線飛機和教練機使用。
天驕航空與馬達西奇的展臺還展示了兩家公司的合作歷程、重點產品規劃、研制體系建設等內容。同時在本次航展上還重點展示了天驕航空重慶產業基地的規劃全景，未來雙方將聯合在這里進行航空發動機的研制。天驕航空動力產業基地位于重慶市兩江新區航空產業園內，遠期總體規劃建筑面積200萬平方米，分為發動機生產制造區、研發與綜合管理區、發動機配套與燃機產業區三大區域，已于2015年底正式開工建設。2017年7月底，天驕航空發動機進口關鍵設備到位，一期順利完工，成功進行了某型發動機地面試車，具備了該款發動機試驗驗證及維修保障能力。
展開 
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來源：觀察者網
展開 16張動圖講解航空發動機分類及原理，這次終于明白了！
從渦輪中流出的高溫高壓燃氣，在尾噴管中繼續膨脹，以高速沿發動機軸向從噴口向后排出。這一速度比氣流進入發動機的速度大得多，使發動機獲得了反作用的推力。
03 渦槳/渦軸發動機
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渦槳/渦軸發動機是在渦噴發動機誕生、成熟后，將活塞發動機渦輪化而研制發展的新型動力。渦槳發動機代替活塞螺旋槳發動機用于固定翼飛機，渦軸發動機代替活塞軸發動機用于旋翼直升機。
渦槳、渦軸發動機主機結構基本是一樣的，只是中間減速傳動系統和推進器不同，所以二者有較大的通用性，容易互相改型派生。
渦輪螺旋槳發動機，簡稱渦槳發動機，由螺旋槳和燃氣發生器組成，螺旋槳由渦輪帶動。由于螺旋槳的直徑較大，轉速要遠比渦輪低，只有大約1000轉/分，為使渦輪和螺旋槳都工作在正常的范圍內，需要在它們之間安裝一個減速器，將渦輪轉速降至十分之一左右后，才可驅動螺旋槳。
這種減速器的負荷重，結構復雜，制造成本高，它的重量一般相當于壓氣機和渦輪的總重，作為發動機整體的一個部件，減速器在設計、制造和試驗中占有相當重要的地位。
渦輪螺旋槳發動機的螺旋槳后的空氣流就相當于渦輪風扇發動機的外涵道，由于螺旋槳的直徑比發動機大很多，氣流量也遠大于內涵道，因此這種發動機實際上相當于一臺超大涵道比的渦輪風扇發動機。
由于涵道比大，渦輪螺旋槳發動機在低速下效率要高于渦輪風扇發動機，但受到螺旋槳效率的影響，它的適用速度不能太高，一般要小于900km/h。在中低速飛機或對低速性能有嚴格要求的巡邏、反潛或滅火等類型飛機中的到廣泛應用。
來源：瘋狂機械控
展開 出身名門的TV3-117發動機
TV3-117發動機是目前世界上使用最為廣泛的渦軸發動機之一，經過近半個世紀的發展，TV3-117發動機家族不斷壯大，已衍生出20多種改進型，產量超過3萬臺，配裝在95%以上的卡系列和米系列直升機上，成為當今世界渦軸發動機家族中名副其實的“名門望族”。然而，一個大家族的誕生并非一朝一夕，今天的地位和成就都是一個個昨天積淀而成，一代代成員奮斗而來。
系出名門，傳承優秀基因
TV3-117發動機是由前蘇聯克里莫夫發動機設計局在TV2-117A發動機基礎上研制的渦軸發動機，1972年研制成功并通過前蘇聯的國家鑒定，隨后在原扎波羅日航空發動機制造廠投入批生產。
TV3-117發動機一經問世，就在短短10年時間內逐步占領了前蘇聯整個中型直升機發動機市場，而且這些直升機多為當時比較先進的軍用直升機，如米-14、米-4、米-8、米-27、卡-29、卡-50，以及民用直升機米-17和卡-32等。現在，除最新型的直升機外，俄羅斯的中型直升機幾乎全都使用TV3-117發動機。
在TV3-117發動機研制和發展過程中，以原克里莫夫發動機設計局總設計師謝爾蓋.伊佐托夫和原扎波羅日航空發動機制造廠總經理瓦西里.奧梅利琴科為代表的諸多科技人員和專家都為其做出了巨大貢獻，正是他們集體的智慧、天才的設計和不懈的努力，造就了TV3-117系列發動機的成功，也為其日后的繁榮興旺繼而成為“名門望族”奠定了堅實的基礎。
前蘇聯解體后，TV3-117發動機分屬兩個國家。其設計單位是原克里莫夫發動機設計局，現改組為克里莫夫股份公司，是俄羅斯的國家獨資企業；而其主生產單位扎波羅日航空發動機制造廠現歸屬烏克蘭，并改組為馬達西奇發動機股份公司。
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系出名門，傳承優秀基因
TV3-117發動機是由前蘇聯克里莫夫發動機設計局在TV2-117A發動機基礎上研制的渦軸發動機，1972年研制成功并通過前蘇聯的國家鑒定，隨后在原扎波羅日航空發動機制造廠投入批生產。
TV3-117發動機一經問世，就在短短10年時間內逐步占領了前蘇聯整個中型直升機發動機市場，而且這些直升機多為當時比較先進的軍用直升機，如米-14、米-4、米-8、米-27、卡-29、卡-50，以及民用直升機米-17和卡-32等。現在，除最新型的直升機外，俄羅斯的中型直升機幾乎全都使用TV3-117發動機。
在TV3-117發動機研制和發展過程中，以原克里莫夫發動機設計局總設計師謝爾蓋.伊佐托夫和原扎波羅日航空發動機制造廠總經理瓦西里.奧梅利琴科為代表的諸多科技人員和專家都為其做出了巨大貢獻，正是他們集體的智慧、天才的設計和不懈的努力，造就了TV3-117系列發動機的成功，也為其日后的繁榮興旺繼而成為“名門望族”奠定了堅實的基礎。
前蘇聯解體后，TV3-117發動機分屬兩個國家。其設計單位是原克里莫夫發動機設計局，現改組為克里莫夫股份公司，是俄羅斯的國家獨資企業；而其主生產單位扎波羅日航空發動機制造廠現歸屬烏克蘭，并改組為馬達西奇發動機股份公司。
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