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    航空發動機的歷史大致可分為兩個時期。第一個時期從首次動力開始到第二次世界大戰結束。在這個時期,活塞式發動機統治了40 年左右。第二個時期從第二次世界大戰至今。60 多年來,航空燃氣渦輪發動機取代了活塞式發動機,開創了噴氣時代。

    航空發動機誕生一百多年來,主要經過了兩個階段。

    前40 年( 1903~1945),為活塞式發動機的統治時期。

    後60 年( 1939~至今),為噴氣式發動機時代。在此期間,航空上廣泛應用的是燃氣渦輪發動機, 先後發展了直接產生推力的渦輪噴氣發動機和渦輪風扇發動機。亦派生髮展了輸出軸功率的渦輪螺旋槳發動機和渦輪軸發動機。

    一、活塞式發動機統治時期很早以前,我們的祖先就幻想像鳥一樣在天空中自由飛翔, 也曾作過各種嘗試,但是多半因為動力源問題未獲得解決而歸於失敗。最初曾有人把專門設計的蒸汽機裝到飛機上去試,但因為發動機太重,都沒有成功。到19 世紀末,在內燃機開始用於汽車的同時, 人們即聯想到把內燃機用到飛機上去作為飛機飛行的動力源,並著手這方面的試驗。

    1903 年,萊特兄弟把一臺4 缸、水平直列式水冷發動機改裝之後,成功地用到他們的"飛行者一號"飛機上進行飛行試驗。這臺發動機只發出8.95 kW 的功率,重量卻有81 kg,功重比為0.11kW/daN。發動機透過兩根腳踏車上那樣的鏈條,帶動兩個直徑為2.6m 的木製螺旋槳。首次飛行的留空時間只有12s,飛行距離為36.6m。但它是人類歷史上第一次有動力、載人、持續、穩定、可操作的重於空氣飛行器的成功飛行。

    在兩次世界大戰的推動下, 活塞式發動機不斷改進完善, 得到迅速發展, 第二次世界大戰結束前後達到其技術的頂峰。發動機功率從近10kW提高到2500kW左右,功率重量比(發動機功率與發動機質量的重力之比,簡稱功重比,計量單位是kW/daN)從0.11kW/daN 提高到1.5kW/daN,飛行高度達15000m,飛行高度從16km/h 提高到近800km/h ,接近了螺旋槳飛機的速度極限。

    20世紀30~40年代是活塞式發動機的全盛時期。活塞式發動機加上螺旋槳,構成了所有戰鬥機、轟炸機、運輸機和偵察機的動力裝置; 活塞式發動機加上旋翼,構成所有直升機的動力裝置。著名的活塞式發動機有:英國的梅林V 型12缸液冷式發動機,功率1120kW,用於“颶風”、“噴火”和“野馬”戰鬥機;美國普拉特·惠特尼公司(簡稱普·惠公司)的“黃蜂”系列星形氣冷發動機,氣缸7~28 個,功率970~2500kW,廣泛用於各種戰鬥機、轟炸機和運輸機。

    帶螺旋槳的活塞式發動機的最大缺點是飛行速度受到限制(800km/h 以下)。一方面,因為發動機需要功率與飛行速度的三次方成正比, 隨著速度的提高, 所需發動機功率急劇增大, 而透過增加汽缸數目來增大功率所帶來的重量負荷飛機不能承受; 另一方面, 隨著飛行速度的提高, 螺旋槳的效率急劇下降並有機毀人亡的危險。因此,為了實現高速飛行,必須尋求新的動力裝置,這就是噴氣式發動機。第二次世界大戰之後, 隨著渦輪噴氣發動機的發展, 活塞式發動機逐漸退出了航空領域的霸主地位。

    二、噴氣推進新時代

    (1)噴氣發動機的誕生

    噴氣式發動機是一種直接反作用推進裝置。低速工質(空氣和燃料) 經增壓燃燒後以高速噴出而直接產生反作用推力。由於噴氣發動機沒有了限制飛行速度的螺旋槳, 而且單位時間流入發動機的空氣流量比活塞式發動機大得多, 從而能產生很大的推力,使飛機的飛行速度得到極大的提高。

    與噴氣發動機原理有關的研究已有久遠的歷史, 中國古代的火箭和走馬燈就是噴氣推進和渦輪機原理的體現。

    1913 年,法國工程師雷恩·羅蘭獲得第一個噴氣發動機專利,它屬於無壓氣機式空氣噴氣發動機,與後來的衝壓發動機基本相同。衝壓發動機結構簡單、推力大,特別適合高速飛行。無壓氣機式噴氣發動機還有脈衝式發動機和火箭發動機。脈衝式發動機是衝壓噴氣發動機的一種特殊形式, 沒有得到廣泛應用。有壓氣機式空氣噴氣發動機是由英國人弗萊克· 惠特爾和德國人漢斯· 馮·奧海因在同一時期分別發明的。壓氣機有離心式、軸流式、組合式等多種,由後面的燃氣渦輪帶動,所以這類發動機又稱為渦輪噴氣發動機。

    空軍少校惠特爾1930 年申請了專利, 1937 年4 月研製出世界上第一臺離心式渦輪噴氣發動機,試驗中的推力達到的推力為200daN。1941 年5 月,推力為650daN的改進型惠特爾發動機裝在格羅斯特公司的E28/29 飛機上進行了成功的首飛。

    奧海因在1938 年10 月試驗了採用軸流—離心組合式壓氣機的HeS3渦輪噴氣發動機,實測推力400daN,推力重力比1.12。1939 年8 月27 日,裝在德國亨克爾公司的He—178 飛機上成功首飛。這是世界上第一架試飛成功的渦輪噴氣發動機。

    (2)渦輪噴氣發動機的發展

    早期的渦輪噴氣發動機和飛機尚處於試驗階段, 在第二次世界大戰中並沒有發揮多大的作用, 到戰後特別是20 世紀50 年代才獲得迅速的發展。戰後第一批裝備部隊使用的噴氣式戰鬥機是1944 年美國製造的F—80 和1946 年蘇聯製造的米格— 9,飛機為平直梯形機翼,發動機推力800~900daN,飛行速度900km/h左右。飛機速度達到聲速以後,為了突破“聲障” ,在渦噴發動機上加裝了加力燃燒室,它可以在短時間內加幅度提高推力。以後,戰鬥機繼續向高空高速發展。1958 年美國推出F—104 戰鬥機, 最大飛行馬赫數2.2,使用升限17.68km。動力為J79單轉子加力式渦輪噴氣發動機,最大推力7020daN,推重比4.63。渦輪噴氣發動機在軍用戰鬥機上廣泛應用的同時, 也被其他機種所選用。首先是轟炸機,隨後是運輸機、旅客機和偵察機。

    如果把20 世紀40~50 年代研製的單軸渦輪噴氣發動機算為第一代,那麼50~60 年代研製的加力式渦輪噴氣發動機為第二代,其迴圈和效能引數水平為:渦輪前燃氣溫度950~1100℃,推重比4.5~5.5,不加力耗油率0.9~1.0kg/(daN·h),加力耗油率2.0kg/(daN·h)左右。

    (3)渦輪風扇發動機的發展渦噴發動機有一個致命的缺點, 就是耗油率太高, 渦扇發動機既能克服這個缺點又保有它原有的優點。渦扇發動機與渦噴發動機的區別在於低壓壓氣機變成葉片的風扇, 風扇出口氣流分成兩股透過內外兩個環形涵道流過發動機。內涵與前述渦輪噴氣發動機的情況相同, 外涵空氣經過涵道直接排出, 或在低壓渦輪後與主流混合後經噴管排出, 或加力補燃後排出。在核心相同的條件下, 由於渦輪航空發動機發展史風扇發動機總空氣流量大,排氣速度低,所以與渦輪噴氣發動機相比,推力大,推進效率高, 耗油率低。渦輪風扇發動機實質上仍屬於直接反作用式渦輪噴氣發動機。

    渦扇發動機誕生於20 世紀50 年代,首先用於民用飛機, 隨後擴充套件到軍用飛機。20 世紀60 年代出現渦扇化熱潮, 70~80 年代發展提高、廣泛應用, 90 年代以後高度發展,取代渦噴發動機成為軍民用飛機的主動力和航空推進技術研究發展的主要方向。

    世界上第一臺運轉的渦輪風扇發動機是德國戴姆勒-賓士研製的DB670(或109-007),於1943 年4 月在實驗臺上達到840 千克推力,但因技術困難及戰爭原因沒能獲得進一步發展。世界上第一種批次生產的渦扇發動機是1959 年定型的英國康維, 推力為5730daN,用於VC-10、DC-8和波音707 客機。涵道比有0.3和0.6 兩種,耗油率比同時期的渦噴發動機低10%~20%。1960 年,美國在JT3C渦噴發動機的基礎上改型研製成功JT3D渦扇發動機,推力超過7700daN,涵道比1.4,用於波音707 和DC-8客機以及軍用運輸機。

    以後,渦扇發動機向低涵道比的軍用加力發動機和高涵道比的民用發動機的兩個方向發展。在低涵道比軍用加力渦扇發動機方面, 20 世紀60 年代,英、美在民用渦扇發動機的基礎上研製出斯貝-MK202 和TF30,分別用於英國購買的"鬼怪"F-4M/K 戰鬥機和美國的F111(後又用於F-14戰鬥機)。它們的推重比與同時期的渦噴發動機差不多,但中間耗油率低,使飛機航程大大增加。在70~80年代,各國研製出推重比8 一級的渦扇發動機,如美國的F!00、F404、F110,西歐三國的RB199,前蘇聯的RD-33和AL-31F。它們裝備目前在一線的第三戰鬥機,如F-15、F-16、F-18、"狂風"、米格-29 和蘇-27。目前,推重比10 一級的渦扇發動機已研製成功, 即將投入服役。它們包括美國的F-22/F119、西歐的EFA2000/EJ200和法國的"陣風"/M88 。其中,F-22/F119具有第四代戰鬥機代表性特徵--超聲速巡航、短距起落、超機動性和隱身能力。超聲速垂直起飛短距著陸的JSF動力裝置F136正在研製之中,預計將於2010~2012 年投入服役。自20 世紀70 年代第一代推力在20000daN 以上的高涵道比(4~6)渦扇發動機投入使用以來,開創了大型寬體客機的新時代。後來,又發展出推力小於20000daN的不同推力級的高涵道比渦扇發動機, 廣泛用於各種幹線和支線客機。10000~15000daN推力級的CFM56系列已生產13000 多臺,並創造了機上壽命超過30000h 的記錄。民用渦扇發動機依然投入使用以來,已使巡航耗油率降低一半,噪聲下降20dB, CO、UHC、NOX分別減少70%、90%、45%。90 年代中期裝備波音777 投入使用的第二代高涵道比(6~9)渦扇發動機的推力超過35000daN。其中,通用電氣公司GE90-115B在2003 年2 月創造了56900daN 的發動機推力世界紀錄。目前,普·惠公司正在研製新一代渦扇發動機PW8000,這種齒輪傳動渦扇發動機,推力為11 000~16 000daN,涵道比11,耗油率下降9%。

    三、渦輪螺旋槳發動機和渦輪軸發動機

    在渦輪噴氣發動機蓬勃發展的過程中, 驅動飛機螺旋槳和直升機旋翼的動力也實現了渦輪化, 派生出兩種新型航空燃氣渦輪發動機——渦輪螺旋槳發動機和渦輪軸發動機。它們的工作原理基本相同, 都是靠動力渦輪把燃氣發生器出口燃氣中的絕大部分可用能量轉變為軸功率, 透過減速器驅動螺旋槳或旋翼。它們與活塞式發動機相比,重量輕、振動小、功率重力比大。

    (1) 渦漿發動機在第二次世界大戰中,英國開始研製本國第一臺渦槳發動機羅爾斯-羅伊斯RB.50 Trent。美國、法國、蘇聯等國也都積極發展了這項技術。因為它比渦噴和渦扇發動機耗油率低、經濟性好、起飛推力大、曾得到相當的發展。目前,在中小型運輸機和通用飛機上仍有廣泛用途。其中加拿大普·惠公司的PT6A發動機是典型代表, 40 年來,這個功率範圍為350~1100kW 的發動機系列已發展出30多個改型,用於144 個國家的近百種飛機,共生產了30000 多臺。美國在90 年代在T56和T406的基礎上研製出新一代高速支線飛機用的AE2100是當前最先進的渦槳發動機,功率範圍為2983~5966 kW,其起飛耗油率特低,為0.249 kg/(kW·h)。

    在20 世紀80 年代後期,掀起了一陣效能上介於渦槳發動機和渦扇發動機之間的槳扇發動機熱。一些著名的發動機公司都在不同程度上進行了預計和試驗,其中通用電氣公司的無涵道風扇(UDF)GE36曾進行了飛行試驗。由於種種原因,只有俄羅斯和烏克蘭的安-70/D-27 進入工程研製並計劃批生產裝備部隊。

    (2)渦軸發動機

    世界上最早研製渦軸發動機的是法國。20 世紀50 年代中期,透博梅卡公司研製的功率為405kW 的阿都斯特2 渦軸發動機成功用“雲雀” 2 直升機上。自此50 年多年來,渦軸發動機不斷改進創新,已經發展到第四代。

    半個世紀以來,渦軸發動機已成功低發展出四代,功重比已從2kW/daN 提高到6.8~7.1 kW/daN。第三代渦軸發動機是20 世紀70 年代設計, 80 年代投產的產品。主要代表機型有馬基拉、T700-GE-701A和TV3-117VM,裝備AS322"超美洲豹"、UH-60A、AH-64A、米-24 和卡-52。第四代渦軸發動機是20 世紀80 年代末90 年代初開始研製的新一代發動機,代表機型有英、法聯合研製的RTM322、美國的T800-LHT-800、德法英聯合研製的MTR390 和俄羅斯的TVD1500,用於NH-90、EH-101、WAH-64、RAH-66"科曼奇"、PAH-2/HAP/HAC"虎"和卡-52。世界上最大的渦輪軸發動機是烏克蘭的D-136,起飛功率為7500 kW,裝兩臺發動機的米-26 直升機可運載20 t 的貨物。以T406渦輪軸發動機為動力的傾轉旋翼機V-22突破常規旋翼機400 km/h 的飛行速度上限,一下子提高到638 km/h。

    (4)航機改型非航空用燃氣輪機

    隨著航空燃氣渦輪發動機的發展, 由其改型派生的非航空用輕型燃氣輪機迅速成長。與傳統的蒸汽輪機、重型燃氣輪機和柴油機相比, 航改燃氣輪機具有體積小、重量輕、功率重量比大、啟動快、功率高、維修方便等特點,在車輛、發電、艦船、泵站等非航空領域得到廣泛的應用, 對國防建設和國民經濟發展發揮了重要的作用,成為航空動力三大支柱產業之一。

    航改燃氣輪機的工作最早在20世紀40 年代開始,經過50 年代的不斷努力,到60 年代逐步成熟進入實用階段, 70 年代以後蓬勃發展。各大航空發動機公司都在大力開發燃氣輪機, 電力、船舶行業的動力公司也在借用航空發動機技術開發燃氣輪機。目前,世界上已有20 多個國家、100 餘家廠商從事燃氣輪機的成套設計、研製、生產、和銷售,機組型號達300 種以上,總產量超過34000 臺。

    航改燃氣輪機的工作原理基本與渦漿/ 渦軸發動機的相同,透過輸出輸出軸功率帶動車輪、葉輪、船用螺旋槳和發電機工作。

    發動機是飛機的心臟, 有了適用的航空發動機, 才實現了真正的有動力、可操縱的載人航空飛行。隨著航空發動機的更新換代, 推動了軍民用航空器一代一代地向前發展。(摘自網路)

  • 2 # 山西娃金寶

    航空發動機對一個國家來說,它是工業上的明珠。不是哪個國家隨便就能搞成的。目前世界上只有極少數國家掌握了這個技術。我們國家現在正在奮起直追。以我們中國人的聰明才智和吃苦耐勞的精神。我們這幾年也加大了研發航空發動機的投入,相信在不久的將來,我們一定會成為世界航空發動機的研發和製造強國。為祖國加油!

  • 3 # 愛ZL始終如一

    從早期的活塞式航空發動機誕生至今,航空發動機已經經過了百餘年的發展,已經發展出很多不同種類的航空發動機。下面我們一起看看航空發動機的發展和分類。

    活塞發動機 20世紀初期,萊特兄弟將一臺4缸、水平直列式水冷發動機改裝後,成功用到了“飛行者一號”飛機上,完成了飛行試驗。而後,在第二次世界大戰中,活塞式發動機得到了技術革新,優化了發動機的效能和執行效率。在第二次世界大戰結束後,由於渦輪噴氣發動機的發明而開創了噴氣時代,活塞式發動機逐步退出主要航空領域,但功率小於370kW的水平對缸活塞式發動機發動機仍廣泛應用在輕型低速飛機和直升機上。

    渦噴/渦扇發動機 20世紀30年代後期到20世紀40年代初,噴氣發動機在英國和德國的誕生,開創了噴氣推進新時代和航空事業的新紀元。

    渦槳/渦軸發動機 渦槳/渦軸發動機是在渦噴發動機誕生、成熟後,將活塞發動機渦輪化而研製發展的新型動力。

    渦輪軸發動機於1951年12月開始裝在直升機上,作第一次飛行。那時它屬於渦輪螺槳發動機,並沒有自成體系。

    非傳統新型航空發動機 非傳統新型航空發動機大致包括以下3類:一是新概念發動機。在結構、原理或迴圈特性上與傳統發動機具有很大的區別與創新,如脈衝爆震發動機、超燃衝壓發動機、波轉子發動機、等離子體發動機、分散式向量推進發動機等。二是重大革新型發動機。在傳統的發動機原理、結構基礎上進行了重大革新。如多電發動機、自適應迴圈發動機、智慧發動機、間冷回熱發動機、槳扇發動機、超微型渦輪發動機、衝壓轉子發動機、骨架結構發動機和各種組合發動機等。三是新能源發動機。面對石油資源的枯竭和綠色環保的要求,開發使用航空煤油以外的新燃料和新能源。如氫燃料/合成燃料/生物燃料/天然氣燃料發動機,太陽能、核能、燃料電池、鐳射和微波能發動機等。

    1.超燃衝壓發動機 是指燃料在超聲速氣流中進行燃燒的衝壓噴氣發動機。主要用於高超聲速巡航導彈、高超聲速飛機和可重複使用的航天運載器。

    2.渦輪衝壓組合發動機 渦輪衝壓組合發動機是將渦輪發動機和衝壓發動機組合起來使用的吸氣式發動機。在滿足遠端、高速、快速到達/攻擊方面具有明顯的優勢,可用於高空高速的偵察機、運輸機、轟炸機和攻擊機以及高速遠端巡航導彈等。

    3.脈衝爆震發動機 是一種利用脈衝式爆震波產生推力的新概念發動機。這種型別發動機結構簡單,少有或無運動部件,熱迴圈效率比常規活塞、渦輪發動機和衝壓發動機更高,推重比高,耗油率低,被認為是21世紀最有潛力的航空航天動力,因此在現代航空發動機領域具有廣闊的應用前景,可用於無人駕駛飛機動力裝置、靶機、引誘飛機、靶彈動力裝置、遠端導彈、戰略飛機動力裝置和高超聲速飛機動力裝置等,是航空航天領域革命性動力之一。[1]根據其用途的不同,可以將吸氣式脈衝爆震發動機大致分為3類:純脈衝爆震發動機、混合式脈衝爆震發動機和組合式脈衝爆震發動機。

    4.間冷回熱迴圈技術 間冷回熱迴圈概念最早於20世紀五十年代提出,隨後各國開始進行大量的理論與實驗研究。[1]間冷回熱渦扇發動機是一種新型節能環保航空發動機,透過在傳統渦扇發動機熱迴圈基礎上增加間冷和回熱過程,可使得發動機擁有更低的耗油率。回熱器是間冷回熱渦扇發動機的一個主要特徵部件,工作在超過900K的高溫核心流中,其效能將直接影響發動機的效能,其設計技術是間冷回熱渦扇發動機的一個關鍵技術。

    5.槳扇發動機 是一種介於渦槳發動機和渦扇發動機之間的結構,看上去很像螺旋槳,但實際上與風扇和螺旋槳都不同。新型螺旋槳由兩個旋轉方向相反的螺旋槳在一起工作,螺旋槳的槳葉較多,每片槳葉形狀較戴彎曲後掠呈馬刀形,但隨著飛行速度的增加,螺旋槳的轉速進一步爆高時,就會遇到很多問題,不僅葉尖速度達到聲速,將對降低阻力和聲學特性造成影響,而且效率也會變低,耗油率還要增加。槳扇發動機的研製彌補了渦槳發動機耗油率的不足。槳扇發動機的螺旋槳直徑要比渦槳發動機的螺旋槳直徑小,比渦扇發動機的風扇直徑要大。槳扇發動機的彎刀形槳葉有助於大大降低葉尖速度、氣動阻力和聲擾動。槳扇發動機的槳扇有單排和雙排,槳扇能夠提供90%~92%的推力。雙排對轉槳扇具有高巡航速度時的高飛行效率的優點。與單排槳扇相比,雙排槳扇的效率要高10%。雙排槳扇還能大大減少出口氣流扭轉,這樣在保證機翼周圍氣流流動和增加機翼升力的同時,進一步提高效率。

  • 4 # 劉德華

    航空發動機(aero-engine),是一種高度複雜和精密的熱力機械,為航空器提供飛行所需動力的發動機。作為飛機的心臟,被譽為“工業之花或被稱為工業的皇冠”,它直接影響飛機的效能、可靠性及經濟性,是一個國家科技、工業和國防實力的重要體現。目前,世界上能夠獨立研製高效能航空發動機的國家只有美國、俄羅斯、英國、法國、中國等少數幾個國家,技術門檻很高,有個笑話說的好只要發動機好搬磚也能飛上天,就可以看出發動機是多麼重要了!下面我們看下發動機的發展歷程!

    1、活塞式航空發動機

    活塞式航空發動機屬於第一代航空發動機,主要應用在最早的直升機和飛機上,用於帶動螺旋槳或旋翼,大型的活塞發動機最大功率可達2500千瓦,現在的輕型飛機、直升機、超輕型飛機仍然在用小功率的活塞式航空發動機。

    活塞發動機工作原理

    2、燃氣渦輪發動機

    這是目前世界上使用最多最廣的發動機了。燃氣渦輪發動機包括:渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪軸發動機。其都是由壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪這三大快組成的,渦輪螺旋槳發動機主要用於時速小於800千米的飛機;渦輪軸發動機主要用作直升機的動力;渦輪風扇發動機主要用於速度更高的飛機;渦輪噴氣發動機主要用於超音速飛機。燃氣渦輪發動機是發動機發展的第二代,也是目前世界的主流發動機。隨著科技發展和現代工藝的進步又發展出衝壓發動機,其特點是沒有壓氣機和燃氣渦輪,這種發動機構造比較簡單,但推力大適用於高空高速飛行,目前主要應用在導彈和高空發射的靶彈上。

    燃氣渦輪發動機

    目前,能獨立研發戰鬥力和發動機的國家分別是:美國、俄羅斯、英國、法國、中國、瑞典、義大利、日本和德國這9個國家,其他國家基本上都是靠進口或組裝的,即使有些國家能研發生產但質量上和壽命上都不怎麼樣,航空發動機的生產考驗的是一個國家整體工業水平,發航空發動機不僅考驗的是一個國家的設立能力,還有其材料製作和數控電子裝備等涵蓋的幾乎物理化學數學動力學空氣動力學等各個領域,這就是為什麼發動機並不是每個國家都可以製造的原因,我們國家也是經過幾代科學家的不懈努力才勉強跟上時代的步伐,但我們和一些老牌的工業國家相比在發動機上還是有一定差距的,不過我們在研發上一直都比較上心,相信在不久的將來我們也能走在世界的前列。

  • 5 # 雨淋溼v記憶

    航空發動機的發展史

    活塞式發動機時期早期液冷發動機居主導地位。19世紀末,在內燃機開始用於汽車的同時,人們即聯想到把內燃機用到飛機上去作為飛機飛行的動力源,並著手這方面的試驗。1903年,美國萊特兄弟把一臺4缸、水平直列式水冷發動機改裝之後,成功地用到他們的飛行者一號飛機上進行飛行試驗。這臺發動機只發出8.95 kW的功率,重量卻有81 kg,功重比為0.11kW/daN。發動機透過兩根腳踏車上那樣的鏈條,帶動兩個直徑為2.6m的木製螺旋槳。首次飛行的留空時間只有12s,飛行距離為36.6m。但它是人類歷史上第一次有動力、載人、持續、穩定、可操作的重於空氣飛行器的成功飛行...

  • 6 # 趕上那片雲

    航空發動機是為航空器飛行提供動力的發動機。它是飛機的心臟,直接影響飛機的效能、可靠性及經濟性,是一個國家科技、工業和國防實力的重要體現。目前,世界上能夠獨立研製高效能航空發動機的國家只有中國、美國、俄羅斯、英國、法國等少數幾個國家,技術門檻很高。

    航空動機誕生一百多年來,主要經過了兩個階段:前40年(1903~1945),為活塞式發動機的統治時期;後80年(1939~至今),為噴氣式發動機時代。

    發展史

    活塞發動機

    活塞式發動機時期,早期液冷式發動機處主動地位。19世紀末,內燃機開始用於汽車上的同時,人們聯想到把內燃機用到飛機上。1903年萊特兄弟把一臺4缸,水冷發動機裝到他們“飛行者一號”飛機上試飛,這是第一次運用到飛機上。在戰爭的作用下,航空開始蓬勃發展,尤其在兩次世界大戰期間,活塞式發動機出現了很多重要的發明。20世紀30、40年代是活塞發動機的全盛時期。但它最大的缺點是飛行速度受限制,因此為了實現高速飛行,必須尋求新的動力裝置,噴氣式發動機應運而生。第二次世界大戰之後,隨著渦輪噴氣發動機的發展,活塞式發動機逐漸退出了航空領域的霸主地位。

    渦輪發動機

    1913年,法國工程師雷恩·羅蘭獲得第一個噴氣式發動機專利,它屬於無壓氣機式空氣噴氣發動機。1938年德國亨克爾公司試飛成功第一架渦輪噴氣發動機。早期的渦輪噴氣發動機和飛機尚處於試驗階段,在第二次世界大戰中並沒有發揮多大的作用,到戰後特別是20世紀50年代才獲得迅速地發展。主要有渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機和渦輪軸發動機,燃氣渦輪發動機是運用最廣泛的。

    衝壓發動機

    1934年法國工程師雷內·萊杜克拿出了第一個衝壓發動機實物。到1945年誕生了世界上第一架衝壓發動機飛機。但隨著研究發現看,衝壓發動機在航空器材上的效率不如渦噴發動機,但適合用於衝壓導彈,隨後衝壓導彈成了導彈的新秀,開始在戰後嶄露頭角。因此衝壓發動機,主要用在導彈和空中應用的靶彈上。

    這就是航空發動機的基本發展史,中國的航空發動機是始於上世紀六十年代,經過這些年的發展已邁入世界先進水平,希望越來越好,中國航空事業越來越強大。

  • 7 # 張榮根

    我前陣子經常看到,當我國某某飛機與國外合作遇到阻力,特別航空發動機受制於別國時。很多網友都會責凝我們自己的航空發動機,甚至責問這些飛機專案不可以自力更生等等。

    首先我們應該理性認識區分,飛機制造是個系統工程,而航空發動機更是該系統工程的心臟工程,它涉及到設計學,材械動力學等等複雜的綜合性學科的研究無數次試驗應用測試。要取得長期探索(甚至跨代人出成果),也就是人才儲備的連續性。因為我們航發研製還是以仿製消化與自主研發相結合,這樣灣道追趕可以節少時間。另外網友們對自主研發航空發機要有個正確的思維去評論,勿以詆譭的詞語來評擊咱們自己的航發產業,相心透過數年的艱苦努力,中國航發一定會取得驕人的業績!

  • 8 # 航空航天君

    航空發動機的發展是起源於飛行器對於速度的追求。由於國防、農業、戰爭擴張的需要,促成了航空發動機的發展。

    航空發動機的百年曆史可以大致的分為兩個時期,第一個時期是從萊特兄弟試飛開始到第二次世界大戰結束,在這個時期主要是用的活塞式燃氣發動機。

    第二個時期是從第二次世界大戰結束後至今天,航空燃氣渦輪發動機取代了活塞式發動機,創造出能突破聲速的大推力渦輪發動機,即為噴氣時代。

    在第二時期的航空發動機中,可以劃分為衝壓式航空發動機與渦輪式航空發動機,渦輪式航空發動機涵蓋了現在使用的渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動、渦輪風扇發動機,渦槳發動機、渦軸發動機五種。

    基本都是有渦輪、進氣道、壓氣機、燃燒室、尾噴管組成,將熱能轉化為動能,依靠氣流獲得反推董動力,依靠推力實現飛行器飛行。

    目前的航空發動機形成了羅爾斯羅伊斯(RR)、通用(GE)、普惠(PW)三足鼎立的局勢,世界上先進的航空發動機基本上是出自這三家公司,還有部分來自航空強國俄羅斯與烏克蘭。

    目前航空發動機發展是以提高推重比為主的,現在已經達到推重比為10的航發研製,包括美國的F-22/F119、西歐的EFA2000/EJ200和法國的"陣風"/M88。其中,F-22/F119具有第四代戰鬥機代表性特徵--超聲速巡航、短距起落、超機動性和隱身能力。超聲速垂直起飛短距著陸的JSF動力裝置F35發動機。

    航空發動機是飛機的心臟,裝備高效能的航空發動機,才實現了真正的有動力、可操縱的航空飛行。隨著航空發動機的更新換代,推動了軍民用航空器一代一代地向前發展。在不遠的將來將會實現高涵道比高推力航空發動的時代。

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