기체가 무엽 틈새 내에서 축 방향으로 대칭으로 안정적으로 흐르고 기체 레이디얼 속도가 0 인 경우 잎바퀴 기계 내의 3D 유동장은 무엽 간격 내 흐름 매개변수의 레이디얼 변화와 원통형 면 내 2D 흐름으로 인위적으로 분해될 수 있습니다. 그러나 이 가정은 명백한 근사화 특성을 가지고 있으며, 특히 허브가 작고 자오팽창각이 큰 잎바퀴 기계의 경우 더욱 그렇습니다. 유동 모델을 현실에 더 가깝게 하기 위해서는 잎바퀴 기계의 3 차원 유동 이론을 발전시킬 필요가 있다.
1905 년, H. Lorenz 는 통류 이론, 즉 무한 다엽 이론을 제시했다. 이 이론은 베인의 수가 무한대가 되고, 베인의 두께는 무한대가 된다고 가정한다. 이렇게 하면 인접한 두 베인 사이의 각 상대 유면의 모양이 베인의 중심 평면과 일치하고 원주 방향 변화는 0 에 가깝습니다. 가상의 질량력장을 도입하여 실제 블레이드의 역할을 고려하다. 이렇게 하면 베인 중심 평면과 일치하는 극한 흐름 표면의 공기 흐름에 대한 해석을 얻을 수 있습니다. 1950 년대 초, 우리나라 과학자 오중화는 통류 이론을 보완하여 잎바퀴 기계의 삼원 유동에 대한 일반 이론을 제시했다. 이 이론은 S 1 및 S 2 의 개념을 도입하여 두 가지 유형의 유면에 대한 기본 방정식을 각각 내보냅니다. 이 두 유면의 적절한 조합과 대체 응용을 통해 실제 3D 흐름 문제를 S 1 및 S 2 를 따라 각각 두 개의 관련 2D 흐름 문제로 나눌 수 있습니다 (그림 [3D 흐름 일반 이론 다이어그램] 참조). 실제로 S 1 유면이 임의의 회전면이라고 가정하지만 S 2 유면 패밀리에서는 S 2m 이라는 중심 유면만 취하게 됩니다. 이렇게 하면 3 차원 흐름의 초보적인 근사치를 얻을 수 있다.
당시 순수 아음속 흐름과 순수 초음속 흐름에 대해 잎바퀴 기계의 삼원 유동에 대한 일반 이론을 제시했다. 사실, 천음속 흐름은 일반적으로 고속 잎바퀴 기계에 존재한다. 즉, 유류장에는 아음속 구역과 초음속 구역이 모두 있고, 모양, 수량, 위치를 알 수 없는 충격면과 음속 표면이 있다. 따라서 음속 흐름은 잎바퀴 기계 기체 역학의 연구 방향 중 하나이다. 베인 채널 형상이 알려진 경우 3D 흐름 문제를 직접 해결하는 것이 두 번째 연구 방향입니다. 엔지니어링에서는 일반적으로 반 경험적 방법을 사용하여 유체 점도의 영향을 수정합니다. 또한 블레이드 모양의 경계층과 상자 또는 허브의 링 벽에 있는 경계층 및 경계층의 주류 간의 상호 작용으로 인해 터빈 기계의 성능에 큰 영향을 미치는 "2 차 흐름" 현상이 발생합니다. 따라서 잎바퀴 기계의 점성 유동에 대한 연구는 세 번째 방향이다. 노즐-고압 가스 (또는 공기) 를 운동 에너지로 변환하는 제트 엔진의 한 부분으로, 공기 흐름이 팽창하고 고속으로 분출되어 역추력을 발생시킵니다. 배기 노즐, 스러스트 노즐 또는 테일 노즐이라고도 합니다. 노즐의 유형은 고정식 또는 조절식 수렴 노즐, 수렴-발산 노즐, 사출 노즐, 플러그 노즐 등 다양합니다. 비행기의 성능과 엔진의 작동 특성에 따라 선택할 수 있습니다. 대부분의 고속 전투기는 조정 가능한 수렴 노즐과 조정 가능한 수렴-발산 노즐 또는 사출 노즐을 사용합니다. 고정 수렴-확산 노즐은 일반적으로 로켓 엔진에 사용됩니다. 수직/단거리 이륙 및 착륙 항공기는 역방향 노즐을 사용합니다.
노즐 입구의 총 압력과 노즐 출구의 정압 비율을 노즐 압력 강하 비율, 팽창비 또는 압력비라고 합니다. 확대/축소 노즐의 출구 면적과 임계 횡단면 곱 (최소 횡단면에서의 면적) 의 비율을 노즐 확장 영역 비율이라고 하며, 일반적으로 면적 비율이라고 합니다. 노즐 출구 정압이 외부 대기압과 정확히 같을 때 전체 팽창 노즐이라고 하며 성능이 가장 좋습니다. 노즐 출구의 정적 압력이 외부 대기 압력보다 클 때 불완전 팽창 노즐이라고 하며 공기 흐름의 압력은 운동 에너지로 완전히 변환되지 않습니다. 노즐 출구 정압이 외부 대기압보다 낮을 때 과팽창 노즐이라고 하면 부압 추력이 발생합니다.
횡단면 곱이 흐름 방향을 따라 점차 감소하는 노즐. 수렴 반각은 보통 7 ~ 35 도이며, 대마혁수가 비행할 때 팽창이 불완전하여 큰 추력 손실을 초래할 수 있다. 예를 들어 마하수가 1.5 이면 손실은 약14% 입니다. 마하수가 3 일 때 손실은 50% 를 넘었다. 이 노즐은 구조가 간단하고 무게가 가벼워 아음속 또는 극 초음속 비행기의 엔진에 쓰인다.
수렴-확산 노즐 횡단면이 먼저 수렴한 다음 흐름 방향으로 확산되는 노즐입니다. 그것은 스웨덴의 C.G. Laval 에 의해 발명되었기 때문에 Laval 노즐이라고도 불린다. 이 노즐이 초음속 전투기에 사용될 때 임계 면적과 출구 면적은 비행 상태에 따라 조정되어야 합니다. 로켓 엔진에 사용될 경우 면적비는 7 ~ 400 에 달할 수 있다. 현대로켓 엔진에서 가장 많이 사용하는 것은 종형 노즐로, 수출반각은 2 ~ 8 로 줄어 길이가 짧다. 플러그 노즐, 팽창 편향 노즐, 역류 노즐 및 흐름 노즐과 같은 몇 가지 짧은 링 노즐도 있습니다. * * * 외부 압력에 따라 자동으로 조정될 수 있는 자유 팽창 경계가 있는 공기 흐름이 특징이며, 종종 완전히 팽창하지만 널리 사용되지는 않습니다.
조절식 노즐은 주로 고속으로 비행하는 군용 항공기의 가력 터보 제트 엔진이나 가력 터보 팬 엔진에 쓰인다. 노즐 면적은 조절하기 쉬우며 비행 조건에 따라 변할 수 있으며, 종종 완전히 팽창하는 상태에 있다. 구조 유형에는 균형 막대, 접이식, 접은 꽃잎, 세트 원추 등이 있습니다.
스프레이 노즐은 조정 가능한 수렴 주 노즐과 고정 또는 조정 가능한 이젝터 슬리브로 구성됩니다. 주류의 이젝션 작용은 2 차 흐름이 주류와 이젝션 부시 사이를 흐르게 하고, 2 차 흐름은 주류에 에어쿠션 역할을 하여 팽창을 제한한다. 2 차 흐름을 조정하면 메인스트림의 흐름 영역을 제어하여 전체 팽창에 도달하거나 근접하도록 할 수 있습니다. 이젝터 노즐은 무게가 가볍고 구조가 간단하다. 넓은 비행 범위 내에서 좋은 성능을 유지할 수 있으며 많은 고성능 항공기에 널리 사용되고 있습니다.
2 차원 노즐의 출구 단면은 원형이 아니며, 항공기 후체와 노즐의 통합을 쉽게 실현하고, 비행기의 외부 저항과 노출면을 줄이고, 비행기의 성능과 은폐성을 높인다. 추력 전환과 역방향을 실현하여 기동성을 높일 수도 있다.
노즐 재질 노즐 재질의 선택은 노즐 구조 및 냉각 방법과 밀접한 관련이 있습니다. 니켈 기반 초합금은 가스 터빈 엔진 노즐에 자주 사용되고 스테인리스강은 액체 로켓 엔진 재생 냉각 노즐에 사용됩니다. 복사 냉각 노즐의 연장은 니오브 합금 등 내열 소재를 사용한다. 고체 로켓 엔진은 일반적으로 복합 재료를 사용하며, 공기 흐름과 접촉하는 부분은 고온이나 부식성 재료를 사용하고, 등벽은 단열재를 사용한다. 노즐에서 가장 열을 많이 받는 목구멍 안쪽의 고온층을 인후 라이닝이라고 하며, 융점 금속 (예: 텅스텐 및 합금 또는 발한 재료, 금속 세라믹, 흑연, 탄소 복합재 등) 을 사용할 수 있습니다. 입구 부분은 주로 흑연 페놀 또는 탄소 페놀 재료로 만들어집니다. 고 실리콘 페놀 또는 탄소 페놀 재료는 일반적으로 수출 부분에 사용됩니다.