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  • 1 # interestingcow

    現在航空發動機 民用都是渦扇發動機 原理是燃油渦扇轉動後 吸氣 多餘氣體從外函道排出去

    內函道用於給燃油機持續做工

    外函道的氣體透過多層壓縮機 在向後噴出 產生向前推力

    而正前方順時間產生真空 或者稀薄空氣 其他地方空氣也會擠壓飛機往前 所以轉速越快 透過空氣越多 吸力越大 但是到一定臨界值後 效能開始下降 阻力過大 另外核心機的轉速也有限

  • 2 # 魑魅涅磐

    航空發動機因其設計設計製造複雜,所以一直被譽為“工業CROWN上的明珠”,而現在航空發動機按照型別基本可以分為小涵道比發動機和大涵道比發動機兩類,當然也是可以按照其他方式進行分類的。小涵道比發動機主要用在一些對速度要求比較高的平臺上,比如現在常見的戰鬥機的為了追求超音速飛行能力,所以都使用的是小涵道比發動機,而我們經常乘坐的客機對於速度的要求並不是很高,所以採用涵道比更大的設計來提高經濟性等。首先涵道比就是指航空發動機內涵道和外涵道的比值,飛機發動機吸入空氣後,空氣分為兩種運動的形式,一部分進入了發動機的核心位置進行加熱,另一部分僅僅經過風扇後就被排出了。內側的氣流叫內涵道,而外側叫外涵道。一般涵道比越大的發動機推力越大,經濟性越高,因為發動機所提供的總推力大部分是由外部的涵道風扇提供的,也就是我們看到的客機發動機最前面的大風扇就是外涵道風扇,而內涵道透過將高壓空氣和燃油混合後透過渦輪帶動最前面的風扇旋轉,所以內涵道的主要作用就是給工作在外涵道的風扇提供動力。像世界上推力最大的GE-90-115B發動機最大推力能夠達到驚人的56.9噸就是因為其涵道比達到了驚人的9,而普通的客機發動機的涵道比不過4-6,當然被安裝在波音777X上最新的GE9X的涵道比更是達到了10,不過後者的涵道比增大的目的並不是為了提高推力而是為了提高經濟性,畢竟現在GE90-115B仍然是推力最大的航空發動機。但是受限於迎風面太大的問題,這類發動機的最大飛行速度都不具備超音速飛行能力。所以像客機這類最大起飛重量七八十噸、幾百噸的重量要想實現飛行就需要推力更大的發動機,加上現在主流的客機都是亞音速飛行,所以都採用的是涵道比更大的發動機,這也符合客機發動機對環保、經濟性、噪音等問題的考量。現在航空發動機都屬於軸流式發動機,從軸流式發動機的原理來說,發動機內部的渦輪轉速越高所做的功就越高,但是在現實中航空發動機在設計之初並不會一味的追求更高的轉速,因為在我們常見的要麼追求大推力的客機發動機和追求高速性的戰鬥機發動機都已經由早期的渦噴發動機轉變為推力更大、經濟性更高的渦扇發動機,也就是戰鬥機使用的發動機和客機使用的發動機一樣都是有內外涵道的,只不過二者追求不一樣採用的涵道比不一樣罷了。回到轉速和推力之間的關係上來說,雖然現在我們乘坐的客機使用的發動機內涵道內的渦輪的轉速都超過了1萬轉/秒,比如我們最常見的空客A320和波音737客機上上使用的CFM-56發動機N2渦輪轉速只有一萬五多一點/秒,最前面的風扇轉速N1只有五千多一點,當然現在航空發動機基本已經成為了常見的雙轉子發動機和羅羅擅長的三轉子發動機(單轉子發動機雖然只有一根軸,最前面的風扇和中間的壓氣機渦輪以及最後面的高低壓渦輪都安裝在一根軸上,特點是結構簡單。但是在收油門後轉速降低後,會造成發動機的工作效率急劇下降,所以現在基本已經被拋棄了,而三轉子發動機雖然風扇、壓氣機、渦輪都能夠工作在最佳轉速,但是缺點就是結構太過於複雜,所以現在主流的是介於中間的雙轉子發動機)。在雙轉子發動機中,由於高壓渦輪和低壓渦輪的都可以工作在各自最適合的轉速上,但是高壓渦輪連線的是發動機中間的高壓壓氣機,轉速高了也就意味著流量更大,但是高壓壓氣機的轉速過高也會產生失速,喘震而且轉速過高意味著渦輪軸上的葉片質量不能太大,畢竟質量大了離心力更大等問題,高壓渦輪轉速過高也會影響工作效率。既然高壓級轉速不能過高。那低壓渦輪、低壓壓氣機和最前面的風扇轉速能不能提高呢?事實是也不能一味的提高,因為佈置在一根軸上的這三個部件的轉速過高的話,最前面直徑相對比較大的風扇承受的離心力和葉尖速度也就越大,巨大的離心力就要求風扇的重量不能太大,在風扇的重量不能太大的情況下風扇的葉片長度也就不能太長,風扇的直徑小下來了,涵道比自然也上不去,那也就談不上更大的推力了,所以依照這樣推力來說的話,正是因為低壓端轉速過高會造成風扇離心力和重量加大,但是離心力過大和重量過大會產生很多消極因素出現,所以轉速越高發動機的推力反而更低(相對來說兩個相同涵道比的發動機,最前面的風扇轉速越高推力也就越大,但是這是兩個不同發動機的對比,只以轉速和發動機推力的關係來說的話,轉速過高推力未必會更大)。像戰鬥機上使用的發動機雖然涵道比一般不超過1,但是其推力不大也是事實,我們知道的大推力軍用發動機比如F35隱身戰鬥機上裝的F-135發動機雖然目前最大測試加力推力達到了18噸,但是其涵道比更大,所以造成F35戰機高速性不佳同樣是事實(綽號肥電)。一般來說影響航空發動機推力大小的因素很多,比如渦輪前溫度、增壓比、涵道比、是否有加力燃燒室等等。雖然各家在航空發動機的結構上都大同小異,但是每個部件的技術細節差異、組裝精度等差異都很大,推力、壽命等當然會有很大不同。

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