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  • 1 # 鑄造小AI同學

    航空發動機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CROWN上的明珠”,是一個國家科技、工業和國防實力的重要體現。航空發動機發展主要經歷以下步驟:

    航空發動機主要包括活塞式、渦輪噴氣和衝壓發動機,下面主要介紹一下應用廣泛的渦輪噴氣發動機原理。

    渦輪噴氣發動機主要包括5大部件:進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管。

    附件系統包括燃油、潤滑、啟動、空氣、電氣、加力燃燒室,推力轉向裝置以及向量噴管等系統:

    工作原理

    渦噴發動機工作時連續不斷地吸入空氣,空氣在發動機中經過壓縮、燃燒和膨脹過程產生高溫高壓燃氣從尾噴管噴出,氣體動量增加,使發動機產生反作用推理。

    工作過程

    進氣道將工質引入→壓氣機增壓→燃燒室噴油燃燒加熱→渦輪膨脹做功帶動壓氣機→尾噴管膨脹加速→高速排氣到體外。

    各部件主要工作原理如下:進氣道

    將足夠的空氣量,以最小的流動損失順利地引入壓氣機;當飛行速度大於壓氣機進口處的氣流速度時,可以通過沖壓壓縮空氣,提高空氣的壓力。

    壓氣機

    壓氣機是用來提高進入發動機內的空氣壓力,供給發動機工作時需要的壓縮空氣,也可以為座艙增加、渦輪散熱和其他發動機的啟動提供壓縮空氣。主要由轉子和靜子組成。

    燃燒室

    高壓空氣和燃油混合、燃燒,將化學能轉變為熱能,形成高溫高壓的燃氣。燃燒室都是由擴壓器、殼體、火焰筒、燃油噴嘴和點火器等基本構件組成。

    渦輪

    把高溫、高壓燃氣的部分熱能、壓力能轉變成旋轉的機械功,從而帶動壓氣機與其他附件工作的旋轉部件。

    尾噴管

    使氣流不斷加速的管道成為噴管,作用是使渦輪後的燃氣持續膨脹,將燃氣中剩餘的熱能充分轉變為動能,使燃氣以高速從噴口中噴出。

  • 2 # Cast

    那個學名叫做「星型發動機」,其實是串聯起來的活塞運動啦~

    原理:在物理課本上,我們學到過最基本的活塞發動機,空氣和燃料的混合物進入氣缸並被點燃,推動活塞運動,而曲軸和連桿又會把活塞的直線運動變成圓周運動:

    而如果把一組基本元件輻射狀組合起來,就得到了上面的星型發動機。在星型發動機中飛輪產生的慣性聯結了多個曲柄滑塊機構,使整體結構運動平滑。

    在渦輪發動機出現之前,很多飛機上採用的都是這樣的星型發動機:

    圖片來自:wikipedia

    當我們把活塞基本元件透過不同方式組合時,就產生了不同型別的往復式活塞內燃機結構,這些複合結構能提供更強的動力。除了星型發動機以外,也有直列、水平、V形等多種組合方式。

    直列四缸發動機

    水平四缸發動機

    動力強勁的V6發動機

    錄製者:SuchRandomVideos

  • 3 # 肖震宇的科學小屋

    飛機發動機有很多種形式,最早的是活塞螺旋槳飛機,其發動機和汽車的發動機沒什麼區別,也有直4、直6、V6、V8、V12等形式,透過輸出軸連線螺旋槳。

    後來出現了星形發動機,也是活塞螺旋槳發動機的一種,其特點是發動機呈星形中心對稱排列,發動機工作的時候振動小,而且比直列和V型的散熱要好(直列發動機和V型發動機只有最前面的氣缸散熱最好,後面的氣缸被前面的擋住了,所以必須要用複雜的水冷散熱系統,散熱系統損壞就要立即迫降,不然發動機一會兒就過熱損壞了,星形發動機所有氣缸散熱條件都很好,可以用簡單的風冷冷卻,特別適合飛機使用)。

    如果要飛機飛得更快,除了飛機機身、翼型的設計上要改變之外,發動機輸出功率也要加大。對於活塞發動機,增大功率要麼增加發動機缸數,要麼增加發動機轉速。但是發動機缸數增加會增加機頭重量,影響重心分佈,增加發動機轉速,活塞往復運動極限較低,所以對於高速發動機,活塞發動機有很多先天不足。

    後來發明了噴氣發動機,1928年奧匈帝國的Albert Fonó在德國註冊了衝壓發動機的專利並在1932年獲得透過。衝壓發動機的原理非常簡單:飛行時迎面氣流在透過涵道的過程中將動能轉變為壓力能,經壓縮後的空氣進入燃燒室與燃料混合進行等壓燃燒,生成的高溫燃氣在噴管中膨脹加速後排出,產生推力。衝壓發動機結構簡單,非常適合高速飛行,但是衝壓發動機的問題是不能從初速為0的狀態啟動,因為空氣沒辦法壓縮,所以必須要有別的方式先讓飛機向前動起來才行。如SR71就是低速用渦噴,高速用衝壓。

    同樣1928年,英國克倫威爾皇家空軍學院的弗蘭克·惠特爾提出了新的噴氣發動機設計,在1932年獲得了專利,就是後來的渦輪噴氣發動機,其原理是發動機啟動(可以使用電啟動)後,前面的壓氣機將空氣壓縮,然後進入燃燒室點火燃燒,後面跟著的是渦輪,渦輪受燃燒室氣體膨脹推動的作用高速旋轉,為前面的壓氣機提供動力。如米格17、F4等飛機。

    渦噴的高速效能不錯,但是比較費油,不太經濟,特別是在亞音速飛行的時候。於是後來在渦噴的基礎上在前面加了一個涵道(外涵道),用大面積的風扇作為前級,變成渦輪風扇發動機,這樣就能提供很好的低速飛行經濟性。如常見的波音、空客、C919等客機。

    如果把渦噴的發動機輸出軸透過減速器連到螺旋槳上,就成了渦輪螺旋槳發動機,低速巡航更加省油。如美國的C130等飛機。

    如果不設減速器,直接把螺旋槳接在渦噴輸出軸上,就變成了槳扇發動機,槳扇發動機相當於一個外涵道無限大的渦扇發動機,速度和效能類似渦扇發動機,經濟性接近渦槳發動機,但是對高速螺旋槳的加工要求特別高,目前實用的飛機非常少。

  • 4 # 科航島

    航空發動機的問世,給我們人類插上了翱翔藍天的翅膀。114年前,萊特兄弟將一臺4缸水冷式的汽車內燃機,改裝成了世界首款活塞式飛機發動機。因此,人類邁入了航空飛行時代,航空發動機的演變非常迅速。截止目前,已歷經了三種類型的發展,它們分別是:活塞式、燃氣渦輪、衝壓噴氣式。飛行發動機的主要功能是幫助航空器、飛行器以及導彈等提供推進動力和支援力。

    活塞式發動機的原理是延續了汽車活塞式發動機的發展,由四個衝程原理工作之間的相互配合來完成推進飛機的任務。四個工程原理分別為:進氣衝程、壓縮衝程、工作衝程、排氣衝程。消耗的燃料和地上跑的汽車一致是汽油和柴油,一般情況下,消耗的燃料與空氣的比為1:15,1kg的汽油需要15kg的空氣混合,才能夠為飛機提供推進所需的動力。這類發動機最大功率可實現2500千瓦,由於功率偏小,飛行的速度並不是很快,適用的飛行器主要為:小型類的輕量飛機,以及直升機。優點:維修方便,消耗燃料低且成本低。缺點:一旦速度達到800-850km/h時,就會產生推力下降。接近聲速時,飛機阻力急劇加大,且速度慢,低於聲速。因此,在一戰時期,這類螺旋槳式發動機最受歡迎,裝在飛機頭部。

    燃氣渦輪發動機於1939年9月在德國裝配試飛成功,該首款發動機為燃氣渦輪噴氣發動機。與活塞式發動機相比,在結構設計上更為簡單。活塞式由四個工程系統構成,而燃氣渦輪發動的原理為壓氣機和渦輪連線在一條軸線上,在其兩者之間裝有燃燒室,當飛機飛行時,空氣源源不斷被吸入壓氣機,透過壓縮增壓後處理,進入燃燒室與燃油進行燃燒,變為高溫高壓燃氣,再進入渦輪中進行膨脹持續發力,推進飛機高速飛行。速度不但突破了音障,速度還可以實現3倍聲速以上。適用的航空器為:戰機、客機,以及導彈等。缺點:維修複雜。科學工程技術人員為了能夠在此類發動機基礎之上,實現更快的超聲速飛行效能,一直在挑戰加大渦輪前總溫度,並持續改造內部結構。因此,燃氣渦輪型別中的航空渦扇發動機技術含量極高,被世界科學家譽為“工業王冠”,而中國長期受制於發動機的核心飛行效能,也就在於此。

    衝壓噴氣式發動機是一種高超聲速空氣噴氣發動機,科學工程人員為了研究它,迄今為止,已經花費了整整一百年的時間。它具有火箭推進系統的功能,這類發動機主要應用於巡航導彈、空天飛機等。在大氣層內的可進行高超聲速巡航,離開大氣層即可當火箭動力使用。相比燃氣渦輪發動機的結構,這類衝壓式少了渦輪,相比結構更為簡便。主要由擴壓器、燃燒室以及推進噴管構成,最大速度可以實現4倍以上高超聲速,甚至更高。此前據媒體報道,中美相繼試驗的高超音速飛行器,可能就是此種衝壓發動機的測試。速度達到10馬赫,也就是10倍的聲速(1聲速=1224公里)。如果用在未來的戰爭上,可想而知。

    航空發動機的研發極具困難,關有錢還不夠,需要科學工程人員長期不懈的艱苦奮鬥,才會有結果。目前,美國的發動機技術已經邁入第六代,而替代F119的第五代發動機已經制造出來。我們國家在該領域依舊存在短板,在發動機新理論、新材料、新工藝,要做到知其然所以然,還有一段路要走。

  • 5 # 狼煙火燎

    目前航空發動機比較主流的就是渦噴、渦扇、渦槳這幾種形式了,而這幾種發動機他們又有著非常密切的聯絡,他們使用的核心機都是一個原理,只是提供動力的方式不同而已,下面我們就具體說說:

    渦噴發動機:

    我們拿一個吹滿氣的氣球,當放開進氣口的時候,氣球也就飛走了,我想所有人都玩過這個遊戲。而噴氣式發動機就有點類似這種充滿氣的氣球,但需要源源不斷的補充這個氣,怎麼辦呢?我們就將燃料和氧化劑放進氣球裡面進行燃燒,於是就會源源不斷的生產氣體了,這其實就是一臺火箭發動機。但是火箭發動機的壞處就是需要同時攜帶燃料和氧化劑,需要帶的東西太多,大部分的推力也都用來推動燃料和氧化劑了,而當飛機在大氣層中飛行的時候,大氣中的氧氣就是最好的氧化劑,於是設計師就想到在燃料燃燒的前面加上一個壓氣機,將空氣吸進燃燒室再點燃燃料,這樣就能大量產生氣體的同時,還能節約攜帶氧化劑的重量。但這個壓氣機自身沒有動力,需要有動能帶動他轉動才行。

    事實上我們看噴氣式發動機後邊都有渦輪這個東西,渦輪與壓氣機之間用一根軸連線起來,燃燒室裡產生的燃氣向後噴的過程中就會帶動這個渦輪轉動,渦輪透過中間的軸又帶動壓氣機一起轉動,整個迴圈也就建立起來了,這就是渦輪噴氣式發動機的原理了。

    渦槳發動機:

    噴氣式發動機的優點就是爆發力強,能夠給戰鬥機提供極高的速度和機動能力,缺點就是能量利用率低,尾噴口噴出的燃氣非常熱,從能量轉換的角度來講就有很大的浪費,那麼怎麼才能充分的去利用這些噴氣的能量呢?因此設計師又想到利用渦輪的作用,將更多的內能轉換成動能,同樣是利用渦輪中間的這根軸,在壓氣機的前面在安裝上一個大大的螺旋槳,讓螺旋槳像風扇一樣轉動起來向後吹氣,這樣就能提供更大的推力,這樣發動機就變成了渦輪螺旋槳發動機,簡稱渦槳發動機,渦槳發動機的主要的推力來自螺旋槳的轉動。

    渦扇發動機:

    渦扇發動機感覺就是將旋轉的渦槳做小一點,然後在這個風扇外面包上,風扇的風就更有方向性了,這樣能產生更大的推力,於是名字又變成了渦扇發動機。渦扇發動機的氣流分成兩條路徑走,一條就是發動機核心機部分尾噴口噴出去的燃氣,這叫內涵道;另一條則是風扇吹風走的道叫外涵道。外涵道和內涵道的直徑比值也就是我們通常說的涵道比,一般涵道比越大能量利用效率越高,但同時犧牲了發動機的爆發性。渦扇發動機目前正全面的取代渦槳發動機成為民用客機、運輸機的新選擇。而且渦扇發動機已經開始在戰鬥機領域拓展,比如美國F35戰鬥機所使用的F135發動機,他就是典型的小涵道比的渦扇發動機,兼具了渦噴發動機的爆發力並提高了燃油化學能的使用效率。

    從以上我們就可以看出,無論是渦輪風扇發動機,還是渦輪螺旋槳發動機,還是渦輪軸發動機,他們的核心機部分的原理和結構都是一樣的,只是能量轉換的方式不一樣而已。另外對於這種原理的噴氣式動力發動機來說,他在其他領域同樣也有涉及到,比如我們將螺旋槳換成直升機的旋翼,這時候就變成改了渦輪軸發動機,如果用來驅動船或者坦克,他就變成了燃氣輪機,是不是很有意思。

  • 6 # 愛因斯坦也是民科二

    這像是中國航發招聘試題。飛機發動機的工作原理是透過發動機輸出的動力給空氣加速,從而獲得反作用力使飛行器整體在這種反作用力下移動。

  • 7 # 翡翠貓貓

    飛機是由動力裝置產生前進動力,由固定機翼產生升力,在大氣層中飛行的重於空氣的航空器。它比空氣重,又不能像鳥那樣扇動翅膀,但是飛機卻能升入空中。原來飛機機翼並不是平平伸展的,而是向上凸起一些,這樣當飛機水平前進時,迎面而來的氣流就在機翼上產生向上的升力,使飛機升入空中。飛機飛行速度越快、機翼面積越大,所產生的升力就越大,所以飛機在起飛前需要在機場跑道上行進一段距離才能升空,而且飛機不能飛到沒有空氣的地方。

    早期的飛機靠機身前端的螺旋槳旋轉產生牽引力向前運動。螺旋槳產生的牽引力不大,飛機飛行的速度也不快。1939年8月27日,第一架噴氣式飛機飛行成功,大大提高了飛機的飛行速度。噴氣發動機是把吸入的空氣壓縮,再與燃料混合燃燒,形成高溫高壓氣體向後噴出,產生強大的推動力,使飛機高速飛行。

    現在,飛機的飛行速度可以幾倍於聲音在空氣中傳播的速度(每秒340米),駕駛這樣的飛機,只需十幾個小時就能環繞地球赤道一週,這樣的飛機叫做超音速飛機。製造超音速飛機不僅需要先進的噴氣發動機,還需要在飛機的製造材料、飛機的外形設計等方面達到很高的要求,是一項非常複雜的技術。現在,除了先進的戰鬥機、偵察機外,一些大型的客機也是超音速飛機。不過,螺旋槳飛機並沒有被淘汰,在許多不需要高速度飛行的工作中(如噴灑農藥、森林防火),螺旋槳飛機仍發揮著重要的作用 。噴氣發動機原理及若干工作方式 噴氣推進原理 氣推進是伊薩克·牛頓(Isaac Newton)爵士的第三運動定律的實際應用。該定律表述為:“作用在一物體上的每一個力都有一方向相反大小相等的反作用力。”就飛機推進而言,“物體”是透過發動機時受到加速的空氣。

    產生這一加速度所需的力有一大小相等方向相反的反作用力作用在產生這一加速度的裝置上。噴氣發動機用類似於發動機/螺旋槳組合的方式產生推力。

    二者均靠將大量氣體向後推來推進飛機,一種是以比較低速的大量空氣滑流的形式,而另一種是以極高速的燃氣噴氣流形式。 這一同樣的反作用原理出現於所有運動形式之中,通常有許多應用方式。噴氣反作用最早的著名例子是公元前120年作為一種玩具生產的赫羅的發動機。這種玩具表明從噴嘴中噴出的水蒸氣的能量能夠把大小相等方向相反的反作用力傳給噴嘴本身,從而引起發動機旋轉。類似的旋轉式花園噴灌器是這一原理更為實用的一個例子。這種噴灌器藉助於作用於噴水嘴的反作用力旋轉。現代滅火裝置的高壓噴頭是“噴流反作用”的一個例子。

    由於水噴流的反作用力,一個消防員經常握不住或控制不了水管。也許,這一原理的最簡單的表演是狂歡節的氣球,當它放出空氣或氣體時,它便沿著與噴氣相反的方向急速飛走。 噴氣反作用絕對是一種內部現象。它不象人們經常想象的那樣說成是由於噴氣流作用在大氣上的壓力所造成的。實際上,噴氣推進發動機,無論火箭、衝壓噴氣、或者渦輪噴氣,都是設計成加速空氣流或者燃氣流並將其高速排出的一種裝置。當然,這樣做有不同的方式。但是,在所有例子中,作用在發動機上的最終的反作用力即推力是與發動機排出的氣流的質量以及氣流的速度成比例的。換言之,給大量空氣附加一個小速度或者給少量空氣一個大速度能提供同樣的推力。

    實用中,人們喜歡前者,因為降低噴氣速度能得到更高的推進效率。 噴氣推進的幾種方式 不同型別的噴氣發動機,無論衝壓噴氣、脈衝噴氣、燃氣輪機、渦輪/衝壓噴氣或者渦輪-火箭,其差別僅在於“推力提供者”即發動機供應能量並將能量轉換成飛行動力的方式。 衝壓噴氣發動機實際上是一種氣動熱力涵道。它沒有任何主要旋轉零件,只包含一個擴張形進氣涵道和一個收斂形或者收斂-擴張形出口。當由外部能源強迫其向前運動時,空氣被迫進入進氣道。當它流過這一擴散形涵道時,其速度或動能降低,而壓力能增加。

    爾後,靠燃油的燃燒來增加其總能量,膨脹的燃氣通過出口涵道高速排入大氣。衝壓噴氣發動機常作為導彈和靶機的動力裝置,但單純的衝壓噴氣發動機不適於作為普通飛機動力裝置,因為在它產生推力前,要求向它施加向前的運動。 脈衝噴氣發動機採用間歇燃燒原理。與衝壓噴氣發動機不同,它能在靜止狀態工作。這種發動機是由類似衝壓噴氣發動機的一種空氣動力涵道構成。它的壓力較高,結構比較堅實。進氣涵道有許多進氣“活門”,在彈簧拉力作用下處於開啟位置,透過開啟的活門空氣進入燃燒室,並靠燃燒噴入燃燒室中去的燃油得到加熱,由此引起的膨脹使壓力升高,迫使活門關閉,然後膨脹的燃氣向後噴出;排氣造成降壓,使活門重新開啟。這種過程週而復始。脈衝噴氣發動機曾經被設計成直升機旋翼的推進裝置,有的還透過精心設計涵道來控制共振迴圈的壓力變化而省去了進氣活門。但脈衝噴氣發動機不適於作為飛機動力裝置,因為它的油耗高,又無法達到現代燃氣渦輪發動機的效能。

    火箭發動機雖然也屬於噴氣發動機,但它們有重大區別。即火箭發動機不用大氣作為推進流體,而用它攜帶的液態燃料或化學分解而形成的燃料與氧氣劑的燃燒來產生它自己的推進流體,從而能在地球大氣層外工作,但因此它也只適用工作時間很短的情況. 渦輪噴氣式發動機應用於噴氣推進避免了火箭和衝壓噴氣發動機固有的弱點,因為採用了渦輪驅動的壓氣機,因此在低速時發動機也有足夠的壓力來產生強大的推力。渦輪噴氣發動機按照“工作迴圈”工作。它從大氣中吸進空氣,經壓縮和加熱這一過程之後,得到能量和動量的空氣以高達2000英尺/秒(610米/秒)或者大約1400英里/小時(2253公里/小時)的速度從推進噴管中排出。

    在高速噴氣流噴出發動機時,同時帶動壓氣機和渦輪繼續旋轉,維持“工作迴圈”。渦輪發動機的機械佈局比較簡單,因為它只包含兩個主要旋轉部分,即壓氣機和渦輪,還有一個或者若干個燃燒室。然而,並非這種發動機的所有方面都具有這種簡單性,因為熱力和氣動力問題是比較複雜的。這些問題是由燃燒室和渦輪的高工作溫度、透過壓氣機和渦輪葉片而不斷變化著的氣流、以及排出燃氣並形成推進噴氣流的排氣系統的設計工作造成的。

    飛機速度低於大約450英里/小時(724公里/小時)時,純噴氣發動機的效率低於螺旋槳型發動機的效率,因為它的推進效率在很大程度上取決於它的飛行速度;因而,純渦輪噴氣發動機最適合較高的飛行速度。然而,由於螺旋槳的高葉尖速度造成的氣流擾動,在350英里/小時(563公里/小時)以上時螺旋槳效率迅速降低。這些特性使得一些中等速度飛行的飛機不用純渦輪噴氣裝置而採用螺旋槳和燃氣渦輪發動機的組合 -- 渦輪螺旋槳式發動機。 螺旋槳/渦輪組合的優越性在一定程度上被內外涵發動機、涵道風扇發動機和槳扇發動機的引入所取代。這些發動機比純噴氣發動機流量大而噴氣速度低,因而,其推進效率與渦輪螺旋槳發動機相當,超過了純噴氣發動機的推進效率。

    渦輪/衝壓噴氣發動機將渦輪噴氣發動機(它常用於馬赫數低於3的各種速度)與衝壓噴氣發動機結合起來,在高馬赫數時具有良好的效能。這種發動機的周圍是一涵道,前部具有可調進氣道,後部是帶可調噴口的加力噴管。起飛和加速、以及馬赫數3以下的飛行狀態下,發動機用常規的渦輪噴氣式發動機的工作方式;當飛機加速到馬赫數3以上時,其渦輪噴氣機構被關閉,氣道空氣藉助於導向葉片繞過壓氣機,直接流入加力噴管,此時該加力噴管成為衝壓噴氣發動機的燃燒室。這種發動機適合要求高速飛行並且維持高馬赫數巡航狀態的飛機,在這些狀態下,該發動機是以衝壓噴氣發動機方式工作的。 渦輪/火箭發動機與渦輪/衝壓噴氣發動機的結構相似,一個重要的差異在於它自備燃燒用的氧。

    這種發動機有一多級渦輪驅動的低壓壓氣機,而驅動渦輪的功率是在火箭型燃燒室中燃燒燃料和液氧產生的。因為燃氣溫度可高達3500度,在燃氣進入渦輪前,需要用額外的燃油噴入燃燒室以供冷卻。然後這種富油混合氣(燃氣)用壓氣機流來的空氣稀釋,殘餘的燃油在常規加力系統中燃燒。雖然這種發動機比渦輪/衝壓噴氣發動機小且輕,但是,其油耗更高。這種趨勢使它比較適合截擊機或者航天器的發射載機。這些飛機要求具有高空高速效能,通常需要有很高的加速效能而無須長的續航時間。

  • 8 # 陳昌海12

    活塞式內燃機在飛行應上是多缸式二衝程內燃機。渦輪噴氣式是點火煲滾燃油從噴氣咀噴出後,燃燒高壓氣流透過多層渦輪風葉增加推力汽流推行前進動力的。

  • 9 # 軍機圖

    飛機使用的發動機具有多種型別,不同型別的發動機工作原理並不相同。目前主要的飛機發動機包括活塞發動機、渦輪噴氣(簡稱“渦噴”)發動機、渦輪螺旋槳(簡稱“渦槳”)發動機、渦輪風扇(簡稱“渦扇”)發動機、渦輪軸發動機(簡稱“渦軸”)、衝壓噴氣發動機和火箭發動機。

    活塞發動機是歷史最為悠久的飛機發動機。航空活塞發動機與車用活塞發動機的原理基本沒有差別,主要區別在於車用活塞發動機帶動的是車軸,而航空活塞發動機帶動的是槳葉,並透過槳葉轉動產生拉力使飛機獲得向前飛行的速度。

    渦噴、渦槳、渦扇可以說是“一門三兄弟”,三者的共通性在於都具有進氣道、壓氣機、燃燒室與渦輪、噴管,部分還具有加力燃燒室。三者的區別在於渦槳發動機具有減速齒輪和螺旋槳,而渦扇發動機比渦噴發動機增加一到兩級低速渦輪。從工作原理來說,三者都是吸入空氣後進行加壓、燃燒並排氣,但渦扇和渦噴為透過噴管產生推力推動飛行器飛行,而渦槳則是驅動螺旋槳拉動飛行器向前飛行(這一點與活塞發動機相同)。

    渦軸發動機在結構和工作原理上與渦槳發動機基本雷同,同一種核心機能夠發展出相同功率級別的渦槳發動機和渦軸發動機。所不同的是,渦軸發動機具有自由渦輪,可以透過自由渦輪帶動傳動機構,並帶動旋翼旋轉產生升力。渦軸發動機是直升機的標準動力裝置,目前世界各國的直升機除少數採用活塞發動機外,絕大多數都是渦軸發動機動力。

    衝壓發動機是高空高速飛行器動力裝置的標配。與渦輪發動機相比,衝壓發動機的結構要簡單得多,僅具有進氣道、擴壓器、燃燒室和噴管,工作時吸入空氣高速衝入發動機致使壓力上升,在壓力達到一定數值後噴入燃料並與高溫空氣混合燃燒、形成燃氣由噴管噴出形成推力。由於衝壓發動機難以在低速條件下啟動和工作,因此衝壓發動機一般與其他型別的航空發動機配合使用。

    火箭發動機在結構和工作原理上與運載火箭或導彈使用的火箭發動機基本相同。火箭發動機具有燃燒室和噴嘴,工作時燃料和氧化劑注入燃燒室進行燃燒併產生燃氣,透過噴嘴排出產生推力。一般來說,火箭發動機僅用作高速飛行器或導彈的動力裝置,如美國的X-15高空高速試驗機即採用火箭發動機,大部分空空導彈也採用火箭發動機。另外,在常規起降飛機需要短距起飛時,也可以掛裝助推火箭加快起飛速度。

  • 10 # 皛垚壵嚞刕鱻森494

    航空發動機分為很多種類。大體分為直射式和外加推進器兩種。噴射式的有渦噴,渦扇,衝壓式等。外加推進器的有渦槳,槳扇,渦軸,活塞等。不同型別的發動機原理有一定的差別,但總的來說還是依靠作用力與反作用力或者動量定理。

    其中活塞發動機原理與汽車發動機原理相同。衝壓式發動機透過制止來流壓縮空氣,燃燒膨脹,直接噴出獲得向前的推動力。它一般用於高超聲速飛行器,缺點是啟動時需要很高的速度。

    渦噴渦扇等航空燃氣輪機本質上是熱機和推進器的組合體。熱機從高溫熱源吸熱(這裡的高溫實質上是高壓),向低溫熱源(大氣)放熱。能量一部分對渦輪做功(渦輪帶動前面壓氣機轉動),一部分直接噴出。這一過程服從布雷頓迴圈。推進器(主要指渦噴渦扇中的尾噴管)透過截面面積的變化使氣流加速。發動機進口出口氣流動量不同,由動量定理可知會產生一個向前的力。這個力與發動機前後產生的壓差推力和就為發動機的總推力。

    渦槳,槳扇,渦軸熱機部分原理與渦噴相似,但它們很少或不直接向外噴出氣流使發動機獲得反作用力。而主要是透過輸出軸功,用外部的風扇,螺旋槳,旋翼等產生推力或直升機的升力。

  • 11 # 七十五長亭

    在這兒只能大概的講解一下,具體的內容待我以後更新在個人主頁。

    首先應該瞭解到航空發動機的基本構造。我們拿渦噴發動機為例子。

    主要由五大部分組成:進氣口、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴口。

    再介紹一下各個部分的功用:

    1.進氣口。為發動機提供可靠且穩定的進氣,以便提供足夠的氧氣參與後面燃燒室的燃燒。

    2.壓氣機。由多級葉片組成,功用在於對進氣口所引進的空氣進行逐級壓縮增壓。

    3.燃燒室。顧名思義,就是為壓氣機增壓過的空氣和燃油提供一個混合燃燒的場所。這裡將釋放出大量的熱量。

    4.渦輪。在燃燒室所燃燒的熱量集氣體將會不斷沖劑渦輪葉片,使渦輪達到高速旋轉,由於渦輪和壓氣機是同軸帶動的,因此渦輪旋轉將帶動壓氣機不斷旋轉增壓。如此往復則達到發動機不停轉。

    其中,壓氣機、燃燒室和帶動壓氣機旋轉的那一部分渦輪被統稱為核心機。這就相當於發動機的心臟。

    所以介紹完這個五大部分,整個工作原理就出來了:空氣從進氣口進氣,經過壓氣機進行增壓後到達燃燒室與燃油充分混合燃燒產生熱量,該熱量推動渦輪旋轉,同時渦輪帶動壓氣機旋轉迴圈工作,剩餘氣體透過尾噴口排除,加熱周圍空氣併產生巨大的推力。

    下圖為渦扇發動機工作原理圖,僅供參考!

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 你們現在對古天樂,還有張家輝,還有陳小春怎麼看?