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能量守恆,飛機發動機吸氣,通過後邊反推板實現反推。反推力應該永遠不會大於飛機發動機的吸力,最多實現平衡。為什麼會有減速效果?
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  • 1 # 航空之家

    我們平時乘坐噴氣式客機,落地後通常會聽到比較嘈雜的聲音,這就是發動機推力反相器在起作用。反推器就是航空發動機中暫時改變氣流方向的裝置,它能使發動機的氣流轉向前方,這樣產生的推力倒轉從而達成客機減速的效果。客機反推器的效用可以說是顯而易見的,它能減少機輪的損耗,也能縮短1/3降落距離。

    客機在降落時,機輪接觸到跑道後,反推器就會被啟動,以施加反向推力。發動機反推器並非全程開啟,當客機減速到一定程度時,就會關閉這個裝置,這也能避免反推的氣流捲起跑道上異物。異物有可能對發動機或機身造成損傷。而且低速狀態下,啟動反對器反而可能導致發動機過熱而燒燬發動機本體,由此可見,反推器的開啟時機同樣重要。

    噴氣式發動機螺旋槳式發動機反推器開啟的方式也不盡相同。螺旋槳式發動機是改變螺旋槳的仰角角度。ATR 72就是使用的螺旋槳式發動機,它即使在飛行狀態也能使用反推器。三叉戟型客機同樣能在空中使用反推器,此時它能在一分鐘時間下降3048米高度。瑞典的薩博37Viggen能在落地前開始反推器,這能保障戰鬥機降落在高速公路上。

    但是大多數客機在空中開啟反推器是危險行為。1991年5月26日,執飛勞達航空004號航班的波音767型客機,在起飛後不久便因空中開啟反推器而導致發生空中解體事故。事故導致223人死亡。

  • 2 # 滴滴打人0631

    你的問題雖然有點水,但是我很佩服你的精神!你是如此的與眾不同,說不定哪天被你發現一個驚天地泣鬼神的物理定律,繼續吧騷年,科技的進步就是需要你這樣的

  • 3 # 大大小問號

    這個原理說個簡單的例子你就懂了,電風扇!電風扇轉起來就有風,這個風對於電風扇本身那就是一個向後的推力,如果你的電風扇太輕了,就會被吹倒。

    飛機降落後反推跟這個原理是一樣的,朝著飛機前方吹風,那就會對飛機本身產生一個向後的推力,當然可以減速了。

  • 4 # 軍武資料庫

    先說下什麼叫反推吧。

    所謂的發動機反推,就是將本來應該吹向機身後面的氣流,吹到前面去。

    實現這一功能的裝置叫做“推力反向器(Thrust reversa)”。推力反向器的設計有很多種型別,但無一例外的都是暫時改變發動機向後吹出的一部分氣流吹向前方。

    簡單的說就是推力向前轉了一個彎。

    為什麼說不能用能量守恆原理來解釋這個問題呢?能量守恆是指“孤立”系統的總能量保持不變,而飛機對於外界並不是孤立系統,飛機的能量實際上是不斷改變的。適用於推進和反推的定律叫做牛頓第三定律,指作用力和反作用力相等。

    當飛機向後吹出氣流的時候,其反作用力推動飛機獲得向前的(推力),這時飛機就可以向前飛行了。

    而如果飛行員打開了推力反向器氣流在噴管或函道內流動的方向被改變,從向前的路徑向前吹出,這時飛機就會受到更大的前進阻力。

    在這種狀態下飛機就可以迅速減速縮短降落滑行距離。當然了,如果不開反推那麼就需要輪胎在跑道上摩擦產生的阻力為飛機減速——廢輪胎。如果飛機有剎車的話,也可以開啟剎車來為飛機建樹——費剎車片。所以從經濟的角度上來說,燒點油就讓飛機更快的停下來是比較划算的,因此目前大部分飛機上都是有“反推”裝置的。

    對於題主提到的反推力不會大於發動機的吸力,這個論斷下飛機就不會飛起來了。題主你忽略了飛機是燒油的,油燃燒到推動飛機的過程是化學能轉化為熱能再轉化為動能的典型案例啊。同樣飛機也不是一個“孤立系統”。

  • 5 # 漫步科學

    “飛機降落後發動機反推,為什麼會有減速效果?”由牛頓定律可知,力是改變物體運動狀態的原因,飛機減速正是受到了反向推力的作用,但這個過程並不違背能量守恆定律。

    飛機發動機

    普通固定翼飛機發動機通常有渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機和渦輪風扇發動機這三種,一些小型飛機也會用到活塞式內燃機,對於本題來說,我們不用討論。以上三種發動機其實有其內在的聯絡,下面我們簡單的說一下:

    1、渦輪噴氣發動機

    渦輪噴氣發動機常用於軍用飛機領域,比如超音速戰鬥機與轟炸機等,這種發動機巧妙的避免了火箭發動機與衝壓發動機的一些缺點,首先來說,渦輪噴氣發動機和火箭類似,也是依靠噴氣來獲得推力,但其可以直接利用空氣中的氧氣來作為氧化劑,避免了火箭發動機攜帶氧化劑的問題,其次和衝壓發動機相比,渦輪噴氣發動機本身有壓縮機裝置,不需要像衝壓發動機那樣採用超高速來獲得壓氣效果。當渦輪噴氣發動機工作時,其發動機前部吸入空氣,空氣經過壓氣機壓縮後,在燃燒室和燃料發生化學燃燒,由此產生的高壓氣體急速從後方噴管中噴出,在噴出的過程中,這些高速氣體還會帶動壓氣機與渦輪工作,從而實現整個發動機的工作迴圈。

    2、渦輪風扇發動機

    渦輪噴氣發動機雖然有許多優點,但卻並不適合普通的民用航空,因為商業航空最看重的是經濟性,這就要求民用航空飛機的發動機需要有較高的工作效率。研究發現,如果增加壓氣機的增壓效果和提供渦輪前的燃氣溫度,就可以提高發動機的熱效率,但這會造成發動機的排氣速度增高,從而造成動能損失,為了平衡這個矛盾,需要對渦輪噴氣發動機進行“改造”,首先我們在渦輪噴氣發動機內部再增加幾級渦輪,從燃燒室產生的高壓高速氣流在經過渦輪使會減慢速度,而獲得動力的渦輪可以把動能傳遞到發動機前部,在這裡我們可以再安裝幾組風扇,經過這樣一頓“操作”,渦輪風扇發動機簡單來說就是渦輪噴氣發動機前部安裝了幾個大風扇,渦輪風扇發動機工作時,其前部風扇吸入的空氣,一部分會送入內涵道,經過壓氣機與燃燒室從而產生動力,另一部分空氣會從外涵道經過,然後直接從發動機後方排出,這樣做既減緩了整個發動機的排氣速度,又提供了渦輪前溫度與壓氣機增壓比,豈不美哉。

    3、渦輪螺旋槳發動機

    簡單來說,渦輪螺旋槳發動機可以看做是去掉外涵道外殼的渦輪風扇發動機,同時用螺旋槳代替渦輪風扇發動機前部的風扇,其工作過程可以看做是渦輪噴氣發動機內的渦輪直接帶動螺旋槳工作,從而產生推力,這個過程需要發動機把更多的動力傳遞到螺旋槳上,因此渦輪螺旋槳發動機的渦輪級數會更多,當發動機工作時由螺旋槳產生的推力可以佔總推力的百分之95左右,而發動機噴口產生的推力只有百分之5左右。渦輪螺旋槳發動機擁有更高的工作效率。

    由上述內容可知,渦輪噴氣結構可以看做是飛機發動機的“核心機”,也是飛機發動機的動力源。

    反推

    我們知道飛機獲得的動力的過程就是將空氣向後“推”的過程,這個過程滿足牛頓第三定律,既作用力與反作用力的關係。反推之所以可以實現飛機的減速,就在於其改變了“噴氣”方向。

    當飛機著陸時,為了實現儘快減速,可以改變發動機噴出氣流的方向,從而獲得反向推力,要實現這個功能,通常在發動機後方安裝反推器,當反推器開啟後,發動機後噴的氣流會“撞向”反推器,然後轉變為具有向前方向分量的高速氣體,從而使飛機獲得反向推力。

    如下圖,渦輪風扇發動機開啟反推時,通常只改變外涵道氣流方向。

    下圖是軍用飛機發動機開啟反推圖。

    渦輪螺旋槳發動機通常利用“反槳”來實現輔助減速效果,

    反推中的能量守恆

    先來看看題主的描述:

    能量守恆,飛機發動機吸氣,通過後邊反推板實現反推。反推力應該永遠不會大於飛機發動機的吸力,最多實現平衡。為什麼會有減速效果?

    其實從上文我們已經知道,飛機的動力源自於將氣體向後推,在這個過程中,氣體在進入發動機後其實經歷了“加速”過程,而且發動機吸入氣體與噴出氣體的總量是不同的,因為噴出的氣體包含了燃料燃燒產生的氣體。因此整個過程就是,發動機吸入空氣,然後和燃料混合燃燒,從而產生高溫高壓氣體,然後這部分氣體高速從發動機後方噴出,從而使發動機獲得推力,所以發動機噴出氣體的能量是大於吸入氣體的能量的。力是改變物體運動狀態的原因,發動機開啟反推後產生的後向推力使飛機產生後向的加速度,所以向前滑行的飛機會逐漸減速。

    總結

    飛機發動機工作時需要消耗燃料,消耗的燃料產生的能量一部分用來維持發動機的運轉,另一部分能量則直接為飛機產生推力,由於燃料能量的加入,所以發動機噴出氣體的能量是大於吸入氣體的能量的。

  • 6 # 赤焰噠噠噠

    能量守恆可不是這麼用的,能量守恆是熱力學第一定律,說的是系統的總能量保持不變,在這裡不適用。解釋飛機反推的減速效果不如用簡單粗暴的受力分析。飛機反推的減速效果來自推力方向器的作用,將發動機原本向後的推力方向,產生向前的推力。力的作用是相互的,飛機受到的力就向後。這個時候給飛機做一個簡單的受力分析就會發現,向前的推力會導致飛機的加速度和飛機滑跑方向相反。這個時候如果以飛機為原點,飛機滑跑方向為正方向設定座標軸,加速度就是負值,即飛機減速。眾所周知,飛機起降時是需要高速滑跑的。起飛時飛機全力加速,當達到起飛速度時才能拉起離地。降落時也一樣,當飛行速度符合降落速度的範圍,飛機才能安全降落。這個降落速度不同的飛機是不一樣的,但是都很快,不可能接觸地面就立馬停下來,需要沿著跑道滑跑一段距離。飛行員會在飛機觸底後開啟反推系統,並配合剎車使用,使飛機迅速減速到機場規定的排程速度,然後離開跑道,在引導車的引導下前往指定的停機位。飛機推力反向器的工作過程是這樣的:飛機接觸地面,飛行員開啟反推系統,提示燈亮起,同時在液壓系統的作用下,反推整流罩的移動套筒向後移動,並帶動阻流門堵住發動機風扇向後噴氣的噴口,同時開啟格柵。於是渦輪風扇產生的氣流就從格柵噴出,在導流板的作用下朝著偏向機身前方的方向噴去,對機身產生向後的推力,從而達到減速的效果。這種操作不是踩剎車,而是類似於在遊戲中開車,掛上倒擋減速。反推系統並不是渦輪風扇發動機獨有,採用螺旋槳推進的渦輪螺旋槳發動機和渦輪槳扇發動機也有反推系統(反槳),而且結構更為簡單。

    螺旋槳之所以能夠產生向後的推力,是因為葉以特定的角度高速切割空氣,從而產生朝後的推力,飛機獲得向前的力從而實現飛行。所以要調轉推力方向只要改變螺旋槳的旋轉方向或者改變螺旋槳槳葉的角度就可以。軍用戰鬥機反推

    飛機在降落時螺旋槳高速旋轉,瞬間改變其旋轉方向顯然不可能。但改變其角度就可以,採用螺旋槳推進的飛機反推系統就是利用液壓桿改變螺旋槳槳葉的角度(攻角),使其產生向前的推力,減速效果比渦輪風扇發動機還要明顯!▼這種可以改變角度的螺旋槳也叫作變距螺旋槳,可以改變槳葉的攻角,從而調節其推力大小,甚至是方向。直升機的飛行控制系統就是利用變距螺旋槳,透過改變轉速和攻角實現。

    其實飛機降落的減速問題一直是航空人非常重視的問題,除了反推系統和剎車系統,減速傘也是一個辦法。只不過減速傘用在客機上非常少,多是用在戰鬥機上。當戰鬥機降落接觸地面之後,開啟減速傘,減速傘張開產生巨大阻力,拉住飛機,然後立馬拋掉,直接扔在跑道上。減速傘用完還要人工去跑道上清理減速傘,效率低下,而且安全性也不如反推系統。所以只有軍用戰鬥機使用減速傘,民用的客機則全部使用反推系統。

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