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  • 1 # 老生談笑

    機用的發動機除火箭發動機外,活塞式發動機和噴氣式發動機都需要吸入空氣才能工作。活塞式發動機需要的空氣量不太大,進氣口很小,進氣口位置不大被人注意。活塞式飛機外露的明顯進氣口多為滑油散熱器進氣口或水冷式發動機的冷卻液散熱器進氣口,並非發動機進氣口。  飛機用的發動機除火箭發動機外,活塞式發動機和噴氣式發動機都需要吸入空氣才能工作。活塞式發動機需要的空氣量不太大,進氣口很小,進氣口位置不大被人注意。活塞式飛機外露的明顯進氣口多為滑油散熱器進氣口或水冷式發動機的冷卻液散熱器進氣口,並非發動機進氣口。   但到了噴氣發動機時代,進氣口成為飛機研製的一個重點,也是識別飛機型號和判別飛機性質、效能的一個重要特徵。從飛機進氣口、進氣道直到發動機進口前的這一段通常稱為進氣系統。進氣系統已成為飛機設計一個專門的技術分支。它是飛機和發動機配合的“中介軟體”,對飛機效能及發動機能力的充分發揮影響極大。   噴氣發動機工作時需要吸入大量空氣。例如F/A-22飛機的發動機每臺最大加力推力約18 000千克,每秒需要的空氣約140千克。在地面標準大氣條件下,空氣每立方米質量是1.2255千克,因此一臺這樣的發動機,飛機進氣口每秒要吸入114米3的空氣。這相當於一個長6米、寬6米、高3.2米的房間內的空氣在一秒內全部被吸光。可以想像,如果在地面用一般抽氣機完成這項任務,抽氣機進氣口要多大。當然,飛機飛行時有速度,進氣口進氣氣流速度很大,理論計算,單位時間進氣量等於進氣口面積乘上進氣速度,所以飛機在空中飛行時要求的進氣口面積就可以小很多。設計作戰飛機進氣口面積時,往往根據常用速度作為進氣速度(例如戰鬥機用每秒300米,約相當M數0.88),可算出每臺上述發動機所需進氣口面積約0.38米2,用圓形進氣口直徑約0.7米。但飛機飛超音速時,進氣氣流速度也是超音速,這樣大的進氣口也不行。因為進氣量太多會使發動機工作不正常,例如引起發動機“喘振”,因此必須要自動“放”掉一些空氣。為此可以在進氣道適當位置設專門的放氣門或放氣環,也可以在進氣口外設法放走一些空氣(稱“溢流”)。而在飛機起飛、降落時,進氣速度不大,進氣量會嫌不足,影響發動機推力,所以要在進氣道兩側加一些“輔助進氣門”。   進氣道和進氣口的作用,除了基本上滿足發動機對空氣流量的需求外,還要使進氣氣流速度透過進氣口和進氣道的調節而減慢。而且不管飛機速度多快,除了正在為空天飛機研製的超音速燃燒衝壓式發動機外,現代航空發動機,包括一般衝壓式發動機,進入發動機前的氣流速度應為亞音速,即發動機進氣氣流速度應在M數0.4>0.7之間。同時,還需要進來的氣流壓力大,使發動機可以產生更大的推力。在飛機迎角使用的全部範圍內,進到發動機的氣流不要太紊亂,以免引起發動機壓氣機葉片工作不正常。當然,還有一個基本要求就是進氣系統,特別是進氣口引起的阻力要小。      總之,噴氣飛機進氣系統設計十分複雜,要照顧很多問題,需要多方面綜合平衡,於是就產生出各種各樣的進氣口和進氣道。現在,進氣系統已發展得十分複雜,包括進氣口和進氣道內必須的各種自動調節機構和相關的自動控制設施、操縱軟體等。對於現代作戰飛機來說,它還必須與發動機的操縱系統甚至與飛機的操縱系統也一起交聯,共同協調工作。

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