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令人驚訝的是（不,，一點(diǎn)都不）,，在第二次世界大戰(zhàn)中，只有美國真正實(shí)用了渦輪增壓器,。盡管日本人在將渦輪增壓安裝到飛機(jī)上做出了一些有限的成果,，主要是為了攔截在本土肆虐的B-29。但是跟他們同時(shí)期的其他努力一樣,，由于缺乏戰(zhàn)略資源,，尤其是渦輪葉片需要的那些，阻礙了項(xiàng)目發(fā)展,。

德國人也搞了渦輪增壓,，并且有少量生產(chǎn)。很有趣的是,，德國人的渦輪增壓與他們后來的燃?xì)鉁u輪發(fā)展有直接關(guān)聯(lián),，尤其是在空氣降溫的渦輪葉片這個(gè)方面上。不過,，美國人全力投入了廢氣渦輪上,，陸軍航空兵團(tuán)，以及后來的陸軍航空兵,，他們的風(fēng)冷和液冷戰(zhàn)斗機(jī)以及轟炸機(jī)都有大量使用,。

早在第一次世界大戰(zhàn)期間，應(yīng)陸軍要求,，GE公司的Sanford Moss博士就接過了發(fā)展渦輪增壓的挑戰(zhàn),。盡管不是Moss先將渦輪增壓器安裝在飛機(jī)上----法國人最先做到這一點(diǎn)----他有很多突破性進(jìn)展，尤其是在材料方面，并且發(fā)展出了最早實(shí)用化的飛機(jī)廢氣渦輪,。早期的廢氣渦輪只能好好飛幾個(gè)架次,，然后渦輪或者軸承的材料就壞了，這是由于高熱和很重的機(jī)械負(fù)荷,。整個(gè)20和30年代都在持續(xù)改進(jìn)這些東西,，最終才誕生了能量產(chǎn)的可靠渦輪。這項(xiàng)技術(shù)完善的正是時(shí)候,，趕上了世界大戰(zhàn),。

在美國人所用的各種各樣廢氣渦輪里面，GE的B和C型占到了絕大多數(shù),。

GE的廢氣渦輪設(shè)計(jì)目的是將海平面進(jìn)氣壓力保持到額定高度,。以這種形式，發(fā)動(dòng)機(jī)的起飛功率可以保持到一個(gè)臨界點(diǎn),，這個(gè)點(diǎn)以渦輪的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定,，在后期B型上通常為22000rpm。到了臨界高度,，廢氣門會(huì)完全關(guān)閉,，廢氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的回壓也達(dá)到最大。這個(gè)負(fù)面效果的危害性可忽略,，因?yàn)榛貕翰⒉槐仍诤Ｆ矫娴臅r(shí)候更強(qiáng),。于是，一臺(tái)渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)是感受不到自己在什么高度運(yùn)轉(zhuǎn)的,，直到臨界高度為止,，而后隨著飛機(jī)爬升，輸出功率自然下降,。

結(jié)構(gòu)
增壓器由三個(gè)部分組成,，渦輪、壓氣機(jī),、滑油和軸承組件,。B型和C形都使用一級(jí)離心增壓器，由也只有一級(jí)的軸流渦輪驅(qū)動(dòng),。一個(gè)滾珠軸承,，一個(gè)滾柱軸承，兩個(gè)軸承支撐著一根共用的傳動(dòng)軸,，渦輪和壓氣機(jī)安裝在這上面,。潤滑系統(tǒng)是干式油底殼，滑油會(huì)由一個(gè)二段齒輪泵給泵進(jìn)軸承,。一段把滑油壓進(jìn)軸承,，另一段將回油壓進(jìn)油箱,。一個(gè)蝸輪減速器驅(qū)動(dòng)這個(gè)滑油泵，非常重要的轉(zhuǎn)速表傳動(dòng)也整合在這個(gè)滑油泵傳動(dòng)軸上,。


（B系）發(fā)動(dòng)機(jī)排出來的廢氣會(huì)被導(dǎo)向渦輪,，通常會(huì)穿過發(fā)動(dòng)機(jī)艙或者機(jī)身，以幫助降溫,。噴嘴箱（NOZZLE BOX）將廢氣導(dǎo)流通過渦輪導(dǎo)流葉片,，最后再噴到渦輪葉片上。廢氣門機(jī)構(gòu)位于排氣收集管,，或者剛才所說的噴嘴箱上面,。如果所有廢氣都流向了渦輪，那會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過度增壓,，尤其是在低空,。所以必須要有辦法將過量的廢氣流掉,。最簡單的方式就是通過蝴蝶閥或者廢氣門將廢氣排出,。廢氣門本身是個(gè)簡單的機(jī)構(gòu)，但是控制它的辦法卻不然,。早期渦輪配用手動(dòng)廢氣門控制,，這種方式并不成功，還有一大堆毛病,。尤其是蝴蝶閥凍結(jié)（freezing,，在這里不是字面上的“凍”結(jié)）的問題，因?yàn)殚y門主軸積碳,，就需要飛行員或者隨機(jī)工程師在改變高度的時(shí)候保持注意渦輪轉(zhuǎn)速,。在下降高度的時(shí)候尤其需要注意，因?yàn)檫^度增壓的危險(xiǎn)更大,。后來控制改成了自動(dòng),，用油壓或者電動(dòng)伺服馬達(dá)控制，緩解了早期手動(dòng)設(shè)計(jì)帶來的一些問題,。為了減輕渦輪葉盤的熱應(yīng)力,，還加裝了一個(gè)冷卻帽，將冷空氣導(dǎo)向渦輪葉盤中央,。


在傳動(dòng)軸的另一端,，安裝了一級(jí)離心壓氣機(jī)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能,，然后壓縮過的空氣從擴(kuò)散器流走,，通向發(fā)動(dòng)機(jī)。所有陸航在世界大戰(zhàn)中使用的渦輪增壓系統(tǒng)都安裝了某種中冷器,，以降低由于壓縮導(dǎo)致的空氣升溫,。對(duì)于由進(jìn)氣溫度太高帶來的爆震問題,，這是很必要的措施。

壓氣機(jī)這一個(gè)部分的材質(zhì)包括鑄鋁,，或者套管所用的沖壓鋼材,。壓氣機(jī)本身是鍛造鋁。由于GE公司在制造增壓器葉輪上的經(jīng)驗(yàn)很豐富,，美國其他各家主要發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商都從GE訂購機(jī)械增壓器組件,，在戰(zhàn)爭初期尤其如此。

因?yàn)闇u輪部分在高溫下工作,，這里廣泛使用了鉻鎳鐵合金,。噴嘴箱由沖壓的鉻鎳合金組件焊接而成。在設(shè)計(jì)上,，渦輪葉片是最大的挑戰(zhàn),，因?yàn)楦邷睾拓?fù)荷會(huì)同時(shí)施加在它們上面。在24000rpm的轉(zhuǎn)速下葉片會(huì)熱到發(fā)紅,，由于離心力,，實(shí)際上重量相當(dāng)于一輛小車。因?yàn)閷?duì)葉片和輪盤的機(jī)械,、熱力性能要求不一樣,，每個(gè)葉片通過根部的凸起安裝在輪盤上。到了戰(zhàn)爭中期,，將葉片焊接在輪盤上的技術(shù)才發(fā)展出來,。葉片材質(zhì)是哈茨鈷鉻鎢工廠的21號(hào)合金，很類似于維他靈合金（經(jīng)常用來做假牙）,。最開始葉片鍛造生產(chǎn),，但是這種方式導(dǎo)致生產(chǎn)延期，后來就改為了熔模鑄造,。

在戰(zhàn)爭中,，GE廢氣渦輪增壓器生產(chǎn)了超過30300個(gè)，絕大部分是B型,。福特公司和阿利斯.查默斯公司也參與了生產(chǎn),。

使用問題
盡管增壓器本身是非常可靠的東西,，但是和其他復(fù)雜又承受高應(yīng)力的飛機(jī)組件一樣,，問題依然會(huì)發(fā)生。

超轉(zhuǎn)速是個(gè)嚴(yán)重的問題,，經(jīng)常由于卡死的廢氣門導(dǎo)致,。結(jié)果可能是渦輪爆炸，碎片就像炮彈彈片一樣亂飛,。所以,，如果機(jī)組暴露在爆炸的渦輪盤面前,，可能會(huì)需要某種保護(hù)措施。（還好通常都在遠(yuǎn)離機(jī)身的發(fā)動(dòng)機(jī)艙,，或者P47那樣在后機(jī)身內(nèi),，前面還有防彈鋼板）

廢氣門還有個(gè)主要問題是通往調(diào)節(jié)器的感應(yīng)線上有水氣，在高空發(fā)生凍結(jié),。這個(gè)問題靠將噴嘴箱連接到控制系統(tǒng),，而不是增壓出口上來改進(jìn)。因?yàn)閲娮煜涞膲毫δＪ礁鰤撼隹诤芙咏?，并沒有什么問題,。這個(gè)毛病最終靠改為電動(dòng)控制徹底解決。

總的來說,，廢氣渦輪的可靠性是很好的,，大部分增壓器大修間隔時(shí)間為400小時(shí)----很多情況下和發(fā)動(dòng)機(jī)一樣。

渦輪增壓戰(zhàn)略
GE的渦輪增壓器在使用上問題很少,。無法進(jìn)一步推廣的原因在于它的重量,，還有添加到飛機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的巨大而復(fù)雜的管路：
1、空氣流向增壓器
2,、從增壓器流向發(fā)動(dòng)機(jī)
3,、中冷器空氣管道
4、通向渦輪的廢氣管道


除了這些以外,，還需要給廢氣門和中冷器散熱片添加控制機(jī)構(gòu)。最后還要加上風(fēng)冷的中冷器本身,。


渦輪增壓器主要由陸軍出資研發(fā),，不過海軍表示出了興趣。隨著情況發(fā)展,，最后海軍還是將希望放在了帶中冷器的二級(jí)二速機(jī)械增壓器上,，比如F6F和F4U的標(biāo)準(zhǔn)配置，所以海軍沒有任何渦輪增壓飛機(jī)量產(chǎn),。


廢氣渦輪增壓器的特長是高空,，因?yàn)樵谶@里機(jī)械增壓器所需的動(dòng)力驟增。而且當(dāng)時(shí)的技術(shù)還不足以制造能在20000英尺以上高度有效作戰(zhàn)的一級(jí)增壓器,。1000馬力級(jí)的二級(jí)機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在30000英尺很容易吃掉230到280馬力,。因?yàn)閺U氣渦輪是從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中獲取能量，傳到螺旋槳上的軸功率不會(huì)下降,。RR的灰背隼是當(dāng)時(shí)最廣泛使用的二級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)之一,，因此它在高空的功率比較低。廢氣渦輪是個(gè)有效的方式,，可提供靈活又有效的二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī),，但是卻要增架額外的重量,，尺寸和復(fù)雜性。
（二級(jí)二速的灰背隼在全速檔實(shí)際上會(huì)吃掉大約500馬力,。另外在二戰(zhàn)中廢氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)也都有個(gè)機(jī)械增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)級(jí),，無法徹底擺脫機(jī)械傳動(dòng)。）

于是廢氣渦輪增壓對(duì)于在高空執(zhí)行遠(yuǎn)距離任務(wù)的戰(zhàn)略轟炸機(jī)是個(gè)理想的選擇,。在戰(zhàn)斗機(jī)上,，看情況而定，廢氣渦輪的價(jià)值就不是很高了,。
（隨著戰(zhàn)爭進(jìn)展,，P-38這樣的高空性能很快就說不上好了，在研制初期不存在二級(jí)機(jī)械增壓的選擇,，配廢氣渦輪是唯一可行方案,。在當(dāng)時(shí)可以提供足夠的高空性能。）

對(duì)于陸航的遠(yuǎn)程高空戰(zhàn)略轟炸,，GE渦輪增壓器起到了關(guān)鍵性作用,，不過很少有人認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)。所有的四發(fā)重轟都安裝了廢氣渦輪,。
因?yàn)閺U氣渦輪的性能,，陸航的轟炸機(jī)把戰(zhàn)爭帶到了新高度，并讓對(duì)手不得不追求昂貴的新手段或者武器來對(duì)抗它們,。

使用
GE用字母代碼區(qū)別渦輪型號(hào),，原意是以此區(qū)分適配發(fā)動(dòng)機(jī)的功率范圍。型號(hào)從A排到了I,，但是只有B和C兩型有大量生產(chǎn),。B型應(yīng)對(duì)801到1400馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，C型應(yīng)對(duì)1801到2200馬力的發(fā)動(dòng)機(jī),。其他很多型號(hào)只有計(jì)劃,，沒有實(shí)際發(fā)展，或者僅僅進(jìn)行了少量測試,，結(jié)果就是現(xiàn)在缺乏這些東西的細(xì)節(jié),。另外有些并列安裝的渦輪，比如B-29和B-32所用的型號(hào),。

主要型號(hào)表

典型的廢氣渦輪安裝示意,，注意綠色方框，這里有外界空氣對(duì)排氣進(jìn)行降溫,。
紅色是廢氣,，深藍(lán)色是進(jìn)氣，淺藍(lán)色是冷卻空氣,，黃色是滑油,。

B-29的發(fā)動(dòng)機(jī)艙布局,。渦輪在兩側(cè)，中央是大型中冷器,。

B-31型廢氣渦輪解剖圖,。

CH-5型渦輪解剖圖。

早期渦輪葉片安裝方式示意,。

長期研究,，以及大量生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，使得GE在渦輪技術(shù)上遙遙領(lǐng)先,。這些也是戰(zhàn)時(shí)渦輪復(fù)合研究的基礎(chǔ),，他國還在想辦法量產(chǎn)增壓渦輪的時(shí)候，美國人開始研制動(dòng)力恢復(fù)渦輪了,。

網(wǎng)友1：動(dòng)力恢復(fù)渦輪是起什么作用的,？

樓主：把動(dòng)力加回曲軸

網(wǎng)友2：蒸汽輪機(jī)，廢氣渦輪的技術(shù)積累更主要的是為噴氣機(jī)的大爆發(fā),，做了技術(shù)積累,。渦輪機(jī)到星座，DC-7那一代也就到頭了,，GE就放棄廢氣渦輪業(yè)務(wù)了,。那個(gè)時(shí)候起做車用廢氣渦輪的Garrett AiResearch又是一段傳奇，各種渦軸改的齒輪傳動(dòng)渦扇,，ATF3反流式3轉(zhuǎn)子渦扇,，飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)的ACM空氣循環(huán)機(jī)都是渦輪技術(shù)的積累

附R-3350 TC18DA的動(dòng)力恢復(fù)渦輪零件拆分圖

網(wǎng)友3：渦輪兩邊的氣流量是一樣的嗎？那根軸上有沒有什么加減速機(jī)構(gòu),？

樓主：啥,？ 直接傳動(dòng)的

網(wǎng)友4：有的型號(hào)好像沒有自動(dòng)進(jìn)氣壓控制，需手控渦輪轉(zhuǎn)速來穩(wěn)定進(jìn)氣壓,，有的型號(hào)好像又有自動(dòng)控制的，電控后都是自動(dòng)控制么,？控制率是啥樣的,？

這是更換的標(biāo)準(zhǔn),，裂痕擴(kuò)散到這個(gè)區(qū)域內(nèi)就要換

網(wǎng)友4：“據(jù)我所知二戰(zhàn)時(shí)期的廢氣渦輪不具備調(diào)節(jié)能力，首款將廢氣分為兩路,，一路進(jìn)入增壓器一路直通大氣，調(diào)節(jié)兩路氣比例,，是戰(zhàn)后薩博的一款汽車,。雖然法國人的廢氣渦輪原型也體現(xiàn)出了這樣的理念，但正如up所說,，這種理念當(dāng)時(shí)沒被采用。所以二戰(zhàn)時(shí)控制廢氣渦輪增壓能力應(yīng)該只能通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和泄壓閥,。所以發(fā)動(dòng)機(jī)出力高度包線應(yīng)該是隨高速增加緩慢增加，到達(dá)最大功率高度后劇烈下降,。今天的廢氣渦輪,，高度出力包線是隨高度增加緩慢下降，到能實(shí)現(xiàn)最大進(jìn)氣壓的高度后劇烈下降,。up發(fā)的圖上那條出力高度包線應(yīng)該是理想廢氣渦輪的包線,，現(xiàn)實(shí)中不存在。當(dāng)然我也只看過文字描述,，如果能找到當(dāng)年的設(shè)計(jì)圖，就可以水落石出,?！?/span>
“奶瓶的r2800發(fā)動(dòng)機(jī)的文字描述中也是說“在xx英尺達(dá)到xx馬力”而不是圖上的在一個(gè)很大的高度范圍內(nèi)都可以維持最大輸出?！?/span>
蟹總這種說法正確嗎,？

樓主：是只能用泄壓閥控制，但進(jìn)氣壓是油門控制的,。后半截不知道要表達(dá)什么,，P47功率線在ww2ac上有