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▋中国能源报记者 仝晓波

压气机出口的气体压力P2*与进口的气体压力P1*之比值，反映工质被压缩的程度。

一台完整的燃气轮机除包括进气道、压气机、燃烧室、涡轮、排气管和减速器等主要部件外，还要有燃油调节系统、起动系统和润滑油系统等。下面仅介绍一些主要部件与功能。
　　进气道：一般位于发动机的前端。它是一条通道，以便使足够数量的外界空气以较小的流动损失进入压气机，它使空气流动具有适当的方向，速度均匀。
　　压气机：位于进气道之后、燃烧室之前。按空气流动方向分为离心式和轴流式两种，也有将这两种组合的，称为混流式压气机。压气机将一定数量的空气压缩，提高压力后引导进入燃烧室，为燃料在燃烧室内燃烧及气体膨胀做功创造有利条件。
　　燃烧室：位于压气机的后侧。按结构形式可分管形燃烧室和环形燃烧室两大类。它的作用是以供油燃烧的方式提高压气机后气流的温度，使气流有足够的能量推动涡轮，输出功率。
　　涡轮：一般位于燃烧室之后。每级涡轮的结构包括转子（工作叶轮）和静子（导向器），如图4。涡轮的功用是把燃烧室来的高温燃气的热能和压力能转变为涡轮旋转的机械能，其中压气机涡轮旋转的机械能用来带动压气机和附件，动力涡轮旋转的机械能用来带动齿轮减速器，以输出有用功。
　　排气管：位于涡轮之后。它使在涡轮内膨胀做功后的燃气，以较小的流动损失顺利地排入大气。
　　齿轮减速器：按结构形式可分为简单齿轮传动和行星齿轮传动。要求将每分钟几万转的涡轮转速高效率地降低到每分钟三千转左右，传给坦克的传动装置。
　　燃气轮机的工作过程是连续的，所以运转比较平稳。其燃烧过程是在压力不变而体积增大的情况下进行的，因此有可能采用重量轻、板金焊接的燃烧室和低辛烷值、低十六烷值的燃油。
　　目前来看，燃气轮机作为坦克发动机的优点有：
1.扭矩特性好。燃气轮机的扭矩适应性系数高，可达 2～2.5（活塞式发动机是 1.05～1. 4 ）。这样，在使用有级变速的机械式变速装置时，可减少变速箱的排档数，简化传动机构，便于操纵，甚至可用高档起步。
　　2. 低温起动性能好。在零下 40℃，燃气轮机不需要预热，用蓄电池即可起动。起动后不需要长时间加热，经3～4分钟就可以在任何负荷下工作。
　　3.加速性好。例如装燃气轮机AGT-1500的XM- 1型坦克，由零加速到32公里／小时只需6. 1 ～6.7秒。
　　4.地区适应性好。燃气轮机能适应在高原、沙漠、严寒等地区使用。
　　5.动力装置部分重量轻，容易从车内取出。燃气轮机整个装置的体积有较多部分是容纳燃油的，由于燃油箱的形状可以任意改变，所以在车内容易布置。
　　6.可用多种燃料。煤油、喷气发动机燃油、汽油、柴油和低质柴油均可使用，对功率影响不大。
　　7.噪音低、排烟少、便于隐蔽。
8.结构简单，零件数比同功率柴油机少30％，维修保养方便。
9.润滑油耗量低，约为柴油机的二十分之一。
　　目前，为什么燃气轮机还不能广泛地应用在坦克上呢？因为还有一系列尚待解决的问题。最突出的是经济性差，即燃油消耗率比柴油机高得多，尤其是惰转时，而坦克发动机多数时间是在情转情况下运转的。例如，AGT- 1500每马力小时的最小油耗高于204～209克，与“豹”IIAV型坦克的柴油机MB873惰转时的油耗相比，要高出三倍。其次是空气消耗量大。相同功率下，燃气轮机燃烧需要的空气量是柴油机的3～5倍，因而需要安装体积较大的空气滤清器，进气和排气管道也大，这给坦克总布置和潜渡造成一定的困难。此外，需要大量耐高温合金材料，制造难度和生产成本都比较高。

提高惰转时燃油的经济性是改善燃气轮机的主攻方向。这除了提高压气机、涡轮部件的气动效率外，主要的办法有：
　　1. 提高循环最高温度。目前一般燃气轮机涡轮前的燃气温度不超过900～950℃。据估计，如果提高到1400℃，燃油耗率可大大降低，体积功率可大为提高。但是 1400℃已超过了现有金属叶片材料所能承受的温度，正在研究采用碳化硅和氮化硅等陶瓷材料并以碳纤维加固；还可以从压气机引出少量空气来冷却涡轮叶片，以便适当地提高涡轮前的燃气温度。
　　2.采用回热循环。用高效率的回热器，回收废气中相当部分的热能来预热进入燃烧室的空气。这种方法比较简单可行，现代车用燃气轮机大多装有回热器。最简单的回热器是管式的，特点是体积较大，没有运动件，无漏气损失。有一种旋转式回热器，结构紧凑，适用于坦克燃气轮机。如用陶瓷材料制造，则高温强度好、热膨胀变形小、重量轻、蓄热能力高、造价低、比较理想。
　　3.采用可调喷嘴结构。这种结构的一种方案是在第一级动力涡轮前装上一排可以转动的叶片，称为可调喷嘴。根据工作情况的需要调节叶片的旋转角度，可以降低惰转时的燃油消耗量。也可改善起动性能和加速性，坦克下坡时，可将叶片转到反向状况，对动力涡轮产生反力矩起制动作用。
　　还有个空气滤清的问题。坦克作为越野车辆，经常在尘土飞扬的路面行驶。一般认为尘粒大于5微米就会对叶片等零件产生侵蚀作用，它还会沉积在回热器等部件上，堵塞气道。所以空气滤清是保证燃气轮机正常工作的重要问题之一，需要寻求一种高效率的滤清器。目前AGT-1500所用的空气滤清器体积已达到0.6796立方米。

清除前一个循环中的废气并在气缸中填充新鲜空气以进行新循环的过程称为扫气。对二冲程发动机进行扫气的主要方法是利用引入的新鲜空气的压力来清除或置换前一个循环中的燃烧气体。一般来说，进气压力越大，扫气过程越完整。因此，在二冲程发动机中实现了更好的扫气，部分是通过提高引入气缸的新鲜空气的压力来实现的。这个过程是通过使用各种设备来完成的，例如鼓风机、压缩机或泵

在燃气轮机问世以来，尤其在上世纪九十年代，压气机喘振事故频发，都是压气机叶片断裂、扫膛、剃光头等恶性事故，经济损失高达亿元。即便是燃机发展到今天，E级、F机压气机因发生喘振剃光头的事故也屡见不鲜。