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刍议广义机械科学基础逻辑架构重建之13 机器之燃气涡轮发动机是什么(四)

已有 540 次阅读 2024-9-22 20:41 |个人分类:机械原理|系统分类:科研笔记

刍议广义机械科学基础逻辑架构重建13

机器之燃气涡轮发动机是什么(四)

 

 

 在前面的博文中,指出,燃气涡轮发动机是一个梳连机构,从一个视角阐明了燃气涡轮发动机的结构特征。反映燃气涡轮发动机的固体构件的连接特点。但是,从另一个视角看,从流体构件的视角看,燃气涡轮发动机流体的流动从前往后,依次进行,具有串联连接的基本特征那么,燃气涡轮发动机是否可以理解为一个串联机构呢?

为了深入、全面、准确的解读燃气涡轮发动机,先进一步了解连接方式及其应用。

 

1、关于连接及其分类

作者对技术人工物的连接特性,推到至高的地位。且认为,不论是自然界还是生物界都是如此。  

1.1、连接的多样性

在自然界,连接具有普遍性。原子与原子之间的连接(组合),分子与分子之间的连接(组合),细胞与细胞之间的连接,多种多样,千变万化。原始的简单物体或元素据有连接能力,新生成的较复杂物体仍然具有连接和组合能力,连接生生不息。有连接,有大千世界。技术人工物同样具有连接能力。连接后,生成物仍然具有连接能力和具有满足人的某种客观或主观需求的可能性。

 机械领域的连接,也具有多样性普遍性和再生性,同时多具有简单性和直观性。中国传统的木制家具的榫卯结构,就是人为再生的连接功能。

机械连接按照连接后两个部分之间是否存在相对运动,有两种,活动连接和固定连接。按照连接的目的分类,分为构型连接,检测连接,信息显示连接,反馈连接等。构型连接分为定常结构构型连接和机构机器构型连接。定常结构构型连接的结果是复合复杂构件或定常结构,如桁架和构筑物。机构机器构型连接的结果是机构或机器,例如机构群或机器群。

按照连接处的形状,固定连接分为点连接,线连接和面连接。这里,点不是数学的点 线不是数学的线。点有大小,平面的点是一个封闭图形,空间的点是一个三维的结构,线有宽度或粗细 面有厚度,也不是充分光滑的。点线面是工程上的点线面

活动连接点连接线连接和面连接。门与门框的活动连接是线连接。滑动轴承是活动面连接。焊缝是固定线连接。串联并联梳连是点固定连接的三种基本形式。活动连接在两个基本单元之间用虚副或实副等进行的连接,有时也可以通过机构连接。例如齿轮机构的两个齿轮之间的连接。

本文讨论的连接是指构型连接。构型连接包括复合定常结构连接和机构构型连接。

1.2、机械连接的模式

 一个部件具有一个或多个连接区域。连接区域至少有一个构型连接点。我们仅探讨几种简单的连接模式,主要是讨论二端点构型连接模式。

机械连接可以简化为点与点之间的连接。线与线之间的连接,面与面之间的连接,或点与线,点与面之间的连接,或线与面之间的连接。例如两个细直杆端点与细直杆端点之间的连接可以简化为点与点之间的连接。订书机内的书钉是线连接。薄板与薄板在边缘的连接可以简化为线与线之间的连接,两个圆柱体在端部通过摩擦焊构成的连接,可以简化为两个面与面之间的连接等等。

通常,实体运动副有两个端点(图1a),有时实体转动副是三个(图1b)或四个端点(图1c)。还有一类实体转动副具有活动连接端点,如图1e 所示的凸轮转动副(关于凸轮实体转动副,前文已经给出了定义)。齿轮,棘轮,槽轮,车轮副都是具有活动连接端点的实体转动副。活动连接的连接点是变化的。连接点有无穷多个。 

下面讨论二端点构型连接。以二端点部件为例。所谓二端点部件,即一个部件有一个输入端,一个输出端,通过输入端和/或输出端的连接可以构成复杂的系统。在输出端和输入端的某个区域,各具有至少一个构型连接点。

1.3、二端点连接

image.png 

                  图1  实体转动副的的分类

                a 一字型实体转动副,b  三点式实体转动副,c  四点式实体转动副

 d 输入输出点变化的实体转动副(凸轮实体转动副)  e凸轮实体转动副(变化点输出)

二端点部件的连接主要分为串联连接梳连连接和并联连接三种。

串联连接梳连连接和并联连接是三种相互独立的连接方式。三种连接方式构成三种不同的机构。三种不同的机构还可以相互连接构成更复杂的机构。

二端点部件是需要嵌套定义的概念。所谓二端点连接是一个简化的表述。端点的点是相对于部件的大小而言的。有些端点,可能是一条线,或一个面,仍然称为端点。

串联连接是二端点部件以首相连的连接方式。串联连接构成串联定常结构或串联机构。串联是开环或闭环的结构。如将多个电路元件或机械部件顺次连接,使得电流或动力依次通过每个元件或部件。串联电路中的电流是一个不变量,机构中也有不变量。 

梳联连接是指二端点部件首首连接或尾尾连接,另一端开放自由的连接方式。这个连接方式我们称为梳连连接。梳联生成梳联定常结构或梳联机构。梳联连接,各个部件可以连接在一点的周围,或一条线的周围,或一个闭合曲线的内侧或内外侧,或一个三维物体的周围,或一个空心三维物体的内侧或内外侧同时梳联部件等。这些点、线、面称为梳联的脊柱。一把梳子是梳联结构、一本书也是梳联机构。书背是脊柱。

并联连接二端点部件以首首相连同时尾尾相连的闭环连接方式。并联连接,构成并联连接定常结构或并联机构。并联连接结构是闭环的(单闭环或多闭环)。例如多个电路元件或机械部件并列连接,使得电流或动力可以分流通过各个元件或部件。机构也有并联连接结构或并联连接机构。

1.4、各种连接的组合和各类复杂机构

串联并联梳连三种连接方式各自独立,互不包含。连接得到的产物与应用的基本结构单元有关。基本结构单元包括,构件,组件,实体运动副,机构等等。例如构件梳联构成梳子。腿机构梳联构成步行机器人。梳联在生物界普遍存在。森林里的树木,农田里的高粱,动物的皮毛都是梳联结构。

连杆或实副的闭环连接,除构成并联连接,反馈连接外,按照闭环的几何形状,还有三角形连接,四边形连接,或六边形连接等等。连接模式具有多样性。三个实副可以构成一个稳定的三角形,四杆四副和六杆六副闭环机构还可以构成折展机构的基本机构单元(图5)。

广义的讲, 以串联结构,并联结构,梳联结构作为基本结构单元,进行串联连接,并联连接和梳联连接,可以得到更为复杂的结构形式。

例如,有组合连接(组合机构),即啮合结构与连杆结构的组合机构。混联连接得到混联机构或混联结构。网联连接得到折展机构等等。此外,还有杂连连接,复联连接;集连连接,群连连接(或称为聚连连接)等等。

啮合连接、串联连接梳连连接并联连接和反馈连接五种机构的组合中

含有啮合连接和串联、并联连接的组合称为组合机构

含有串联连接和并联连接的组合称为混连机构。机构广义扩展后,混联机构还包括梳联机构与串联机构的混合连接。

含有反馈连接的组合机构(包括混联机构),称为合连接机构简称联机构。例如单缸活塞发动机

含有梳连连接,同时含有串联连接或并联连接,称为杂联连接机构简称联机构。

称含有反馈连接的杂联机构为复联连接机构。简称复联机构。例如燃气涡轮发动机。

含有啮合连接复联机构和含有啮合连接的集连机构统称为群联机构如果某机构中含有主动副,能够实现能量的转换,则称某机构为某机器。

1.5机构的广义化

有了新的连接方式,必然会产生新的机构。新的梳联机构是基本机构新成员。梳联机构是串联机构和并联机构的新伙伴。

串联机构的广义化:梳联机构与串联机构的串联连接也称为串联机构,

 混联机构的广义化:串联机构与并联机构的串联连接是混联机构,并联机构与并联机构的串联连接是混联机构,梳联机构与串联机构的串联连接是混联机构,梳联机构与并联机构的串联连接是混联机构。

并联机构的广义化:传统的并联机构即串联机构与串联机构的并联连接构成的并联机构,又增加了一个新类型:0间距并联机构(为原并联机构找到了一个同胞兄弟);原并联机构的两个基本结构单元之间的距离是非0 的。另外,并联机构的外延得到很大的扩充:串联机构与梳联机构的并联连接也称为并联机构;梳联机构与梳联机构的并联连接也称为并联机构;梳联机构与并联机构的并联连接也称为并联机构(含有梳联机构支链的并联机构)。传统的并联机构又增加了三个亲兄弟。

基本机构有三种,广义机构的并联也有三种。即两个或多个串联机构的并联,两个或多个梳联机构的并联,至少一个串联机构与至少一个梳联机构构成的并联。

机构或电路中有反馈回路和互馈回路,称为反馈机构和互馈机构。考虑反馈或互馈,则机构会更复杂,机构的类别会更多。

这几种复合的机构,有一部分作者没有找到应用实例,但是理论上和工程上都是可以实现的。

 

2关于梳连连接

  前面的博文,已经对梳联连接给出了定义,这儿,做一个简单的回顾,并适当补充。

2.1梳联连接和梳联结构

梳连连接是一种特殊的机械连接方式,其特点是多个元素(如部件、运动副等)以首首相连或尾尾相连的方式排列,而另一端则保持自由状态。这种连接方式允许元素之间在保持相对独立性的同时,又能通过整体结构实现协同作用。

梳联连接是针对二端点部件的连接。是一种点对点(或线对线或面对面)的连接。实际上,部件之间的连接有点连接,线连接和面连接。而部件的连接点不一定是两个。有单连接点,二连接点,三连接点和多连接点。二端点部件是一种应用比较普遍的部件。部分多端点部件可以简化为二端点部件,或采用分时连接,多端点部件转化为二端点部件的连接,多次连接完成多端点的连接。 

2.2梳连连接核心特点:

梳状结构:梳连连接形成的结构类似于梳子,即多个元素(可以是部件、运动副等)以一定的规律排列,形成首首相连或尾尾相连的布局,而另一端则保持自由状态。这种结构允许元素之间在保持相对独立性的同时,又能通过整体结构实现协同作用。

  梳联结构是一种特殊的连接方式,它允许多个简单运动副或部件经梳联连接构成一个整体结构,以实现更复杂的功能。在燃气涡轮发动机中,多级压气机和多级涡轮正是通过梳联方式连接起来的,以实现更高的压缩比和更高的涡轮效率。

自由度特性:固定连接构成的梳联构的自由度不变原理指出,用两个或多个实体运动副构成的梳联结构,其中每一个实体运动副的自由度都不变。用两个或多个机构构成的梳联结构,其中每一个机构的自由度都不变固定连接构成的梳连连接中,每个元素(或运动副)的自由度通常保持不变。这意味着,虽然元素之间通过梳连方式相互连接,但它们各自的运动特性(如旋转、平移等)并不会受到影响。这一特性使得梳连连接在构建复杂机械系统时具有独特的应用场景

2.3  梳联逻辑的连接方式

 梳联连接的各个基本结构单元有三种连接方式。固定连接方式,活动连接方式和固定连接与活动连接同时存在的连接方式。例如梳子的各个梳齿之间是固定连接;钢琴的琴键之间是活动连接;星型活塞发动机各个单缸发动机之间的连接既有曲轴端的固定连接,也有曲轴的传动连接。

有了对梳联连接方式的深层次分析发现建筑的连接方式与串联连接和并联连接是同门师兄弟:都由实体运动副构成,只是实体运动副的连接方式不同。燃气涡轮发动机和建筑主体,在结构上,具有相似性,都是梳联连接构成的机构。串联、并联、梳联是三种基本的连接方式。只是梳连连接方式一直没有被重视没有被命名。

从梳联连接的基本结构单元观察,还有以构件作为基本结构单元构成的梳联结构,如梳子耙子等等。以实体运动副作为基本结构单元构成的梳联机构,如建筑主体和多抽屉柜子等等。以元机构作为基本结构单元构成的梳联机构群,例如步行机器人等等。

3、 关于网联连接 通俗的讲,网联是指可以组成网状结构的连接方法,连接的结果是网状结构或折展机构。一般说来,网联机构是两种或多种连接方法形成的复合连接机构。网联不同于串联连接,也不同于梳联连接。网联是多次连接复合连接的结果。

3.1网联机构和折展机构

网联结构有两大类:网联定常结构,网联机构。网联机构就是折展机构,折展机构是指一类能够从收拢状态可控地展开到期望的或预定的结构形式,并能在展开后同时保持结构稳定性承受相应载荷的机构。这种机构在航天工程、精密仪器特种机器人和日常生活等领域具有广泛的应用。例如,雨伞,空间站的太阳能电池板等。

折展机构的折展过程可以精确控制, 能够按照预定的方式展开展开后则能满足特定的空间或功能需求。能够承受一定的载荷,满足使用需求。在收拢状态下占用空间小,便于存储和运输;

3.2 折展机构的分类

折展机构根据驱动方式的不同可分为:

一次性折展机构:利用弹簧、弹性机构或爆炸装置储存的势能或内能作为展开驱动力。这种机构结构简单但不可控且不能反复折展。

可反复折展机构:利用电磁电机弹簧与丝杠等传动机构相结合的方式实现驱动。这种机构在折展过程中速度及位置。此外还有一种新型的驱动器——压电驱动器也被应用于折展机构中

网联结构还可以分为柔性结构和刚性结构。渔网即柔性机构。

3.3  网联结构及其基本结构单元

 平面 网联机构的基本结构单元是梳联结构或串联、并联机构。由两个或多个基本结构单元即基本梳联结构经过并联或串联连接,通常是多个连接点连接,就构成网联结构。包括定常结构和机构。以下是几个例子。

1  2是一个矩形网状定常结构。其基本结构单元是十字形构件(图2a),若干个十字形构件沿着十字形的一个构件轴线方向平移连接构成一个线性梳联结构(图2c),用若干个图2c所示的梳联结构左右点对点固定连接(平移对称),构成一个平面型网状结构(图2d)。所以,这个网状结构是由十字形基本结构单元经过一次梳联连接,再进行一次并联连接。

如果,我们以一个一字型构件(图2b),作为基本结构单元,四个构件以梳联方式固定连接在一个点,四个构件在一个平面上,相邻两个构件的角度是90 度。变为十字型构件。十字形构件已经进行了一次旋转型梳联连接。所以,如果以一字型构件作为基本结构单元,经过两次梳联连接和一次串联或并联连接,才能构成图1a所示的网联机构。这是另一种解读方案。

 

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         a                                            b                                     c                                         d

                2  矩形定常网格图  

 a 矩形定常网格  b  基本结构单元  c矩形定常网格图的基本结构单元的梳联:对称梳理结构  d  两个对称梳理结构并联多点连接构成的网格

 

 

 

image.png 

       a                                         b                                            c                                                     d

               图3   六边形定常网格

 a  六边形对称定常网格   b  六边形网格的基本结构单元,c 基本结构单元的梳联连接:平移对称梳理结构  d 两个对称梳联结构的并联连接(或串联)

2  3是一个六边形网格结构及其形成过程。

以图3b所示构型的构件作为基本结构单元,固定梳联连接,构成一个平移对称的梳联结构(图3 c)。两个或多个这样的梳联结构,点对点固定串联(或并联)连接(图3d),构成网格结构(图3a)。

所以,这个网状结构是由一种特型构件为基本结构单元经过一次梳联连接,构成一个梳联结构,再进行一次并联连接,构成一个六角形网状结构。

image.png 

            a                                                   b                                                                      c

 

                    图4   三角形网格

 a三角形网格图     b 四个三角形网格图的基本机构单元:对称梳联结构 ;最上面是米字型基本结构单元,第二排是另一种基本结构单元  c  两个三角形网格图的基本机构单元构成的网格

 

3   4是一个三角形网状结构。其基本结构单元是米字形构件(图4b),若干个米字形构件沿着米字形的一个对称轴线做对称平移,并固定连接,构成一个梳联结构(图4b第三排),用若干个图4b(第三排) 所示的梳联结构点对点固定连接,构成一个平面型网状结构。这个点对点固定连接的方式,既可以看作是串联连接或并联连接。所以,这个网状结构是由米字形基本结构单元经过一次梳联连接,构成一个梳联结构,再进行一次并联连接形成的。

如果,我们以一个一字型构件,作为基本结构单元,六个构件以梳联方式固定连接在一个点,六个构件在一个平面上,相邻两个构件的角度是60 度,构成一个米字形梳联构件。米字型构件的形成,已经进行了一次旋转型梳联连接。所以,以一字型构件作为基本结构单元,经过两次梳联连接和一次串联连接。构成图3所示的网联机构。这是另一种解读方式。

如果以图4b第二排图形作为基本结构单元,则可以作第三种解读。

3.4 平面网联机构的基本结构单元

 

3.4.1  几种折展机构的基本结构单元,参见图5.

   image.png

            a                                              b                                                     c

            图5   折展机构的几种基本结构单元

        a 四边形折展机构基本结构单元   b折展机构六边形基本结构单元

                   c  十字型实体主动副简图

5 a 是一种折展机构的四杆四副基本结构单元。图5b是一种折展机构的六杆六副基本结构单元。图5c 是一种十字形实体转动副基本结构单元

3.4.2  几种平面折展机构

平面网联机构的基本结构单元是多杆机构。包括多种机构。以下是几个例子。

4:伸缩机构

 image.png

           a                                                       b                                   c                                   d

     图6  平行四边形伸缩机构的生成图

        a 平行四边形伸缩机构  b  两种结构单元的组成 c 上下是两个基本结构单元

d  两个基本结构单元构成的伸缩机构

 

5  6是一种平行四边形伸缩机构。初看起来是由一个一个的平行四边形构成的。

平行四边形伸缩机构的基本机构单元是由一个四端点十字形实体转动副和两个二端点实体转动副组成, 四端点实体转动副的相邻的两个端点分别与两个二端点实体转动副固定连接,相互连接的杆构件轴线重合,构成一个三实体转动副基本结构。图6b形成一个新的四端点结构。这是一个基本结构单元。四个端点分为两组。原来的四端点实体转动副没有参与连接的两个端点为一组,二端点实体转动副的另外两个端点为一组。两个或多个基本机构单元平移固定连接,每一次连接都是由两个连接点连接。四端点实体转动副一端与二端点实体转动副的一端连接,构成图6a 。这仅是一种解读方式。

 

image.png 

     a            b          c              d

 图 7平行四边形排名折展机构(网联机构)

 a由梳联机构作为基本结构单元,多点串联或并联连接构成的网联机构。b 三个基本结构单元(四输出端点的实体转动副)  c以实体转动副作为基本结构单元构成的梳联机构(两个) d 两个梳联机构构成的网联机构   

6  7是一个矩形网状折展机构。其基本结构单元是十字形实体转动副(图7 b,参见图1c),若干个十字形实体转动副沿着十字形的一个构件的轴线方向平移对称连接构成一个梳联机构(图7c),用若干个图7 c所示的梳联机构平移对称点对点固定连接,构成一个平面型对称梳联机构(图7d)。所以,这个折展结构是由十字形实体转动副作为基本结构单元经过一次梳联连接,构成一个梳联结构,再进行一次并联连接或串联连接,构成一个平面折展机构。

 

4、燃气涡轮发动机的结构特点

本篇主题是解读燃气涡轮发动机。前面主要谈连接、梳联连接和折展机构。虽然燃气涡轮发动机与梳联连接有关系,但是,还是感觉有点跑题。好在这是一篇研究笔记,跑题还不算太离谱的事情。现在言归正传。

4.1  传统观点及作者解读燃气涡轮发动机结构

传统观点认为,燃气涡轮发动机是一个高度复杂的热力机械系统。其主要机件由压气机、燃烧室和涡轮等组成。这些部件之间通过机匣连接构成一个整体,并形成一个连续的流体通道。通过轴系、轴承等连接件实现涡轮与压气机之间动力的传递和运动的协调。在燃气涡轮发动机中,各个部件之间的连接关系复杂紧密,工作协调高效,共同构成了一个完整的热力循环系统,达到输出宏观定向高速燃气流的目的传统观点认为,燃气涡轮发动机既不是串联机构,也不是并联机构,只是一个复杂的热力机器。传统解读方式几乎没有使用机构学的底层专业术语。

 作者在先前的博文中指出,燃气涡轮发动机是作为梳连连接机构构成机器。主要机件包括压气机燃烧室和涡轮;三个主要部件都是实体运动副。三者通过实体运动副的定子梳联连接固定连接在一起,构成一个连续运转的机器。作者的上述解读已经把燃气涡轮发动机与机构学基本术语联系起来,使用了实体移动副、梳联连接和机构等概念。

 4.2 燃气涡轮发动机的气流流动特征

 下面,对其做进一步分析解构。判断燃气涡轮发动机是否是一个串联机构。

串联机构通常指的是多个机构或部件首尾依次连接,前一个部件的输出作为后一个部件的输入整个系统形成一个连续的流程。在串联电路中,电流是不变量,在串联机构中,力流是不变量。在燃气涡轮发动机中,在忽略了极少部分引出的气流和航空煤油对流量的影响的情况下,气流流量是一个不变量。流进和流出的气体是一个常数。气流不会在发动机内部聚集,发动机内部也不会形成真空。在燃气涡轮发动机中,空气从进气道进入,依次经过压气机、燃烧室和涡轮,从尾喷口高速排出,产生推力。 压气机为燃烧室提供高压空气,燃烧室则把化学能转化为热能。燃烧室中的燃料燃烧产生的高温高压燃气则驱动涡轮旋转涡轮与压气机之间通过轴系连接,涡轮进而带动压气机和其他附件工作实现功率的传递。 

  压气机作为一个以流体构件为主要输出的复杂运动副,其输入有流体输入和动力输入。其输出是流体构件的高速宏观运动; 燃烧室是一个能量转换部件是一个主动副,把化学能转化为热能;涡轮也是一个实体转动副,也是一个主动副,把热能能量转化为机械能输出,包括转动动能和高温燃气的宏观流动动能。压气机实体运动副的输出是燃烧室的输入,燃烧室还有燃料的输入和启动能量的输入。燃烧室的输出是涡轮的输入。

所以从流体的角度观察,燃气涡轮发动机是一个具有串联机构基本特征的机器。

4.3燃气涡轮发动机主要机件的三种主要连接方式及其重要性分析

燃气涡轮发动机各个主要机件的部件的连接方式有三种一种是固定连接,是进气道,压气机机匣,燃烧室机匣和涡轮机匣和尾喷管之间的固定连接。如前所述,这是一种梳联连接。这些主要机件连接构成一个大的一个总体的复合构件,形成一个机架。相当于机构(机器)的机架。第二种是流体之间的连接。气体从前到后沿着一个通道的流动,从压气机经过燃烧室到涡轮,尾喷口排出,气流通道是联通的。三个主要机件之间,流体连接可以认为是一个串联的连接。还有一种重要连接是涡轮与压气机之间的动连接,这个转动连接是动能反馈连接。涡轮把功率传递给压气机,驱动压机,是两个不相邻的部件之间的连接,与燃烧室没有直接关系。这是一个反馈过程也是一个保证连续高效工作的重要条件之一。

作为一个机器,不论是串联,梳联还是并联,都需要构成一个整体如果不能构成一个整体,串联梳连并联无从谈起,反馈也无从谈起。所以作为一种连接方式,物理上形成一个整体是前提条件。在这三种连接方式中,梳连连接可以把三大部件构成一个整体,且可以形成一个联通的气流通道,而单独依靠流体连接不能形成一个整体,甚至不能保证正常的串联连接,不能保证连续的流动所以串联的流体流动,是依靠机匣固体构件的梳联固定连接保证的。力反馈连接作为一种动力传递,也必须以梳联连接为基础。流体连接和动力反馈连接两种连接都必须以梳联连接为基础。离开梳联连接,后两种连接都不能实现其基本功能。

在这三种连接当中,我们看到,梳联连接构成的固定连接,是能够表达连接关系的,是保证燃气涡轮发动机构成一个整体的关键连接。流动连接取决于固定机匣的连接。没有这个固定连接,流动不能按照设计要求运行。所以梳联连接是基础性的连接,流体连接,实现发动机的主要功能。涡轮与压机之间连接也是高度依赖梳联连接的连接固定梳联连接后,轴的位置相对固定了,然后才能传递功率。

这三种连接当中,固定梳联连接决定了这个整个发动机的结构。梳联连接能够表征发动机连接的特点其他两个连接,有了固定梳联连接后,才可以正常发挥各自的功能。梳联连接是根本。所以梳联连接是最重要的,用它来表征燃气涡轮发动机的连接方式或机构特征是合理的

但是仅仅梳联连接又是不全面的。三种连接各司其职,相互配合共同完成了复杂的功能。所以,正确且全面的表达应当是:燃气涡轮发动机是一个由复联机构构成的机器。

4.4 燃气涡轮发动机的重要结构特征

所以,应当结合三种连接方式表达燃气涡轮发动机的结构特征。燃气涡轮发动机是一种复联机构复联机器。它具有以下四个特征:

a,以固体部件包括压气机燃烧室涡轮的梳连连接为总体结构特征

b,以流体构件的串联连接实现高速喷气功能(作为功能特征)的机构组合

c,含有燃烧室主动副以实现化学能连续转换的机器

d,是伴有局部反馈连接连续运转的反馈式闭环机构。

基于此,燃气涡轮发动机(指主要机件)是以固体部件的梳连连接为结构特征和以流体构件的串联连接实现功能(功能特征)的复联机构,是含有燃烧室主动副换能副以实现能量转换的机器,是伴有局部反馈连接的闭环的连续运转的复联机器

如果考虑各个工作系统,例如燃油系统,启动系统,润滑系统等,则燃气涡轮发动机是一个更为复杂的机电一体化机器。

 

5、结论:燃气涡轮发动机是什么

以上关于燃气涡轮发动机结构的描述,有些欠简练。但是目的就是为了得到以下几句话。回答燃气涡轮发动机是什么。

连接方式和机构或机器的概念定义燃气涡轮发动机。由简单到复杂,给出以下几种解读。

       A, 燃气涡轮发动机是一种复联机构构成的机器。

       B, 燃气涡轮发动机是一种以梳连连接和串联连接为主要连接方式构成的机器。

C燃气涡轮发动机是一种以梳连连接作为结构连接和以串联连接作为功能连接构成的,并含有功率反馈环节的机器。

D燃气涡轮发动机是以压气机实体运动副燃烧室化学换能副和涡轮实体运动副三种实副通过梳连连接作为结构连接和以气流串联连接作为功能连接等多种连接方式构成的复联机构。

E燃气涡轮发动机是以压气机实体转动副,燃烧室化学换能副和涡轮实体转动副三种实副通过梳连连接作为结构连接和以串联连接作为功能连接这两种连接方式构成的,并伴有内部反馈环节的机构。

 

 



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