Gas Turbine Principle
燃?xì)鉁u輪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)（燃?xì)廨啓C(jī)）的原理與中國的走馬燈相同，據(jù)傳走馬燈在唐宋時(shí)期甚是流行。走馬燈的上方有一個(gè)葉輪，就像風(fēng)車一樣，當(dāng)燈點(diǎn)燃時(shí)，燈內(nèi)空氣被加熱，熱氣流上升推動(dòng)燈上面的葉輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)下面的小馬一同旋轉(zhuǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)是靠燃燒室產(chǎn)生的高壓高速氣體推動(dòng)燃?xì)馊~輪旋轉(zhuǎn)，見圖1。
圖1--走馬燈與燃?xì)鉁u輪
燃?xì)廨啓C(jī)屬熱機(jī)，空氣是工作介質(zhì)，空氣中的氧氣是助燃劑，燃料燃燒使空氣膨脹做功，也就是燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。圖2是一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)原理模型剖面，通過它來了解燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理。
從外觀看燃?xì)廨啓C(jī)模型：整個(gè)外殼是個(gè)大氣缸，在前端是空氣進(jìn)入口；在中部有燃料入口，在后端是排氣口（燃?xì)獬隹冢?div style="height:15px;">
圖2--模型燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)
燃?xì)廨啓C(jī)主要由壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪三大部分組成，左邊部分是壓氣機(jī)，有進(jìn)氣口，左邊四排葉片構(gòu)成壓氣機(jī)的四個(gè)葉輪，把進(jìn)入的空氣壓縮為高壓空氣；中間部分是燃燒器段（燃燒室），內(nèi)有燃燒器，把燃料與空氣混合進(jìn)行燃燒；右邊是渦輪（透平），是空氣膨脹做功的部件；右側(cè)是燃?xì)馀懦隹凇?div style="height:15px;">
在圖3中表示了燃?xì)廨啓C(jī)的簡單工作過程：空氣從空氣入口進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)把空氣壓縮為高壓空氣，其流向見淺藍(lán)色箭頭線；燃料在燃燒室燃燒，產(chǎn)生高溫高壓空氣；高溫高壓空氣膨脹推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)做功；做功后的氣體從排氣口排出，其流向見紅色箭頭線。
在燃?xì)廨啓C(jī)中壓氣機(jī)是由渦輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，壓氣機(jī)的葉輪與渦輪安裝在同一根主軸上組成燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子，如圖4所示。
燃燒室產(chǎn)生的高溫膨脹氣體是同時(shí)作用到渦輪葉片與壓氣機(jī)葉片上，如何保證渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)正向旋轉(zhuǎn)呢，簡單說渦輪葉片工作直徑大于壓氣機(jī)出口處的葉片工作直徑，渦輪葉片的面積也大于壓氣機(jī)出口處的葉片面積，這就初步保證在同一壓力下渦輪的輸出力矩大于壓氣機(jī)所需的力矩，當(dāng)然更重要的是壓氣機(jī)葉片與渦輪葉片的良好空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)才能保證兩者高效運(yùn)行。燃?xì)廨啓C(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)就要保證渦輪機(jī)輸出的功率要大于壓氣機(jī)所需的功率，才能使燃?xì)廨啓C(jī)在帶動(dòng)壓氣機(jī)的同時(shí)還能向外輸出功率。
