Airplanes Do not have Air Filters

“飞机喷气发动机不使用过滤器,那我为什么要这样做呢?”

要想回答这个问题,需要了解陆上燃气轮机和喷气发动机的区别。

首先,我们需要考虑高度和重力对空气中颗粒物的影响。洁净空气对所有燃烧过程都至关重要,然而,周围空气中含有多种颗粒物,这些颗粒物来源于工业流程和向植被和火山的运输等多种途径。保持陆上燃气轮机洁净的主要因素之一是防止这些颗粒物进入涡轮机。过滤器去尘系统保护涡轮机免受颗粒物的影响,如果颗粒物进入压缩机,可能会导致侵蚀、污垢或腐蚀。在飞行高度,由于重力的作用,周围空气中的颗粒物更小、更轻(火山喷发时的火山灰是例外,在这种情况下飞机是不允许飞行的)。

其次,让我们考虑一下喷气发动机的旁通比。我们可以把飞机发动机的第一个叶片比作过滤系统中的第一级或惯性分离器。第一个涡轮风扇叶片的转速和周长将较重较大的颗粒从压缩机中推出,进入发动机周围的旁通流(旁通比1),从而减少进入压缩机的颗粒物数量和尺寸。

最后,让我们考虑一下维修。飞机发动机和燃气轮机都是昂贵的投资,需要定期维护,但飞机发动机遵循更广泛的维护计划。客机的涡轮发动机在地面上必须吸入一些灰尘,但它们平均每250个飞行小时也要进行20-50个工时的维护。平均而言,根据用途和尺寸(无论机组是框架机组还是空气动力机组),在进行检查之前,涡轮机将运行大约30004000小时。在一年内,如果你像飞机发动机一样经常维修你的燃气轮机,那么你的燃气轮机只有大约69%的时间可运行。飞机发动机的平均寿命也为20年,而燃气轮机的平均寿命为3040年,加上任何延长寿命的维修。

简而言之,燃气轮机空气过滤器是为了保护涡轮机免受周围空气的污染而建造的。可以肯定的说,进气过滤系统通过保持发动机洁净有助于减少燃气轮机的维护,也有助于延长设备的使用寿命

从上述信息中我们可以得出结论:

  • 除非发生火山喷发,否则由于空气更洁净,飞机高度处的微粒吸入量更小。
  • 由于旁路比,较大的颗粒被推进旁路流,而不是进入压缩机。
  • 燃气轮机发动机的运行间隔较长,维修频率不如飞机发动机。

一句话:除非你计划让你的燃气轮机飞到高空,否则你真的应该用高效的进气过滤器来保护它!

 


1 旁路比(BRP)是一个术语,用来表示通过旁路风扇和现代喷气发动机核心周围的空气流量与通过核心的空气流量之比。