軸流式壓縮機

此條目頁的主題是應用於燃氣渦輪發動機的壓縮氣體的設備。關於通用的壓縮氣體的設備，請見「壓縮機」。

軸流式壓縮機，通常指壓氣機（英語：Axial compressor），是一種被廣泛應用於燃氣渦輪發動機的壓縮氣體的設備。壓氣機能夠持續高效率的對軸向流動的空氣進行增壓，因此是大多數噴氣發動機中的重要組成部分^[1]。此外亦常見於工業應用，例如化工廠的空氣分離製程、煉鐵廠的高爐鼓風、煉油廠的流化\催化\裂化製程和丙烷脫氫。由於在氣動包線(英語：Flight envelope)中具有良好效能、可靠度以及操作彈性，也能看到它們作為宇航火箭發動機的燃料泵或其他極大流量增壓之用。

壓縮機的運作示意動畫。在圖中靜止不動的扇葉即為「靜子」。

原理

圖示壓氣機的原理

壓氣機通常由多級組成，每一級壓氣機包括一排轉子和一排靜子。轉子通過旋轉時和靜子的相互作用而對空氣增壓。由於氣體在壓縮機中的流動，不是沿半徑方向，而是沿軸向，所以軸流式壓縮機的最大特點在於單位面積的氣體通流能力大，在相同加工氣體量的前提條件下，徑向尺寸小，特別適用於要求大流量的場合。

喘振

喘振（英語：Surge in compressors）（Surging）是一種壓縮機裡壓力振盪的現象。

壓縮機工作時，如果出口壓力增高，流量下降，葉片氣流攻角增大，這樣在葉片背面產生氣體分離，形成脫離區，使壓縮機出口壓力突然下降，一般隨着壓力下降分離消失，壓力再升時這種分離反覆發生形成喘振。嚴重時還會出現氣體的倒流，喘振使葉片產生強烈振動，並使壓縮機機殼內溫度急劇升高，持續下去就會使壓縮機損壞。

壓氣機失速

在早期的噴氣發動機中，壓氣機失速的問題十分常見。近期亦有事故疑由壓氣機失速引起，如全美航空1549號班機迫降事故^[2]。

參考文獻

1. 何慶芝. 航空航天概论. 北京航空航天大學出版社. 1997: 97–116. ISBN 7-81012-701-2 （中文（中國大陸））.
2. Simon Hradecky. Incident: US Airways A320 near Newark on Jan 13th 2009, compressor stall. The Aviation Herald. 2009-01-20 [2012-01-28]. （原始內容存檔於2021-02-23） （英語）.

參考書目

• Treager, Irwin E. 'Aircraft Gas Turbine Engine Technology' 3rd edn, McGraw-Hill Book Company, 1995, ISBN 978-0-02-8018287
• Hill, Philip and Carl Peterson. 'Mechanics and Thermodynamics of Propulsion,' 2nd edn, Prentice Hall, 1991. ISBN 0-201-14659-2.
• Kerrebrock, Jack L. 'Aircraft Engines and Gas Turbines,' 2nd edn, Cambridge, Massachusetts: The MIT Press, 1992. ISBN 0-262-11162-4.
• Rangwalla, Abdulla. S. 'Turbo-Machinery Dynamics: Design and Operation,' New York: McGraw-Hill: 2005. ISBN 0-07-145369-5.
• Wilson, David Gordon and Theodosios Korakianitis. 'The Design of High-Efficiency Turbomachinery and Turbines,' 2nd edn, Prentice Hall, 1998. ISBN 0-13-312000-7.