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1 # 老鷹航空
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2 # 甜甜向上精心創作
高科技,非專業人員只略知一二,估計題主也不想能很詳細,所以,傾盡所知只能介紹一些皮毛的東西,並將與之相關的熱機一塊介紹。
講燃料燃燒獲得的內能轉化為機械能的裝置叫做熱機。
熱機分為蒸汽機、輪機(蒸汽輪機和燃氣輪機)、內燃機(常見汽油機和柴油機)、噴氣發動機(空氣噴氣發動機和火箭噴氣發動機)。
蒸汽機用燃料加熱鍋爐內的水,生成高溫高壓的水蒸氣,利用水蒸氣推動活塞往復運動,透過連桿、曲柄,使飛輪和機軸轉動,對外做功。
蒸汽輪機省去了曲柄連桿機構,讓高溫高壓的水蒸氣直接從鍋爐的噴嘴噴出,去衝擊葉輪的葉片,透過葉輪直接帶動機軸轉動,對外做功。燃氣輪機更是省去了笨重的鍋爐,讓燃料燃燒產生的高溫高壓的燃氣直接衝擊葉片,使葉輪轉動對外做功。
內燃機是讓燃料在機器的氣缸內燃燒,生成高溫高壓的燃氣,利用這個燃氣作為工作物質推動活塞往復運動,透過連桿、曲軸帶動機軸和飛輪轉動,對外做功。
噴氣發動機,是讓燃料在燃燒室內燃燒,生成高溫高壓的燃氣,燃氣膨脹從噴氣口向後噴出,發動機同時獲得向前的推力。噴氣發動機又分空氣噴氣發動機和火箭噴氣發動機,空氣噴氣發動機要利用空氣中的氧氣助燃,所以不能飛到大氣層外面去,主要用於噴氣式飛機。火箭噴氣發動機既帶燃料,又帶氧化劑,不需要空氣中的氧氣助燃,可以飛出大氣層,所以是人造衛星和宇宙飛船的運載工具。
這種現象其實噴氣式發動機(渦噴或者渦扇)在啟動加力燃燒室的時候,發動機尾焰產生的現象。
以渦噴發動機為例,從前到後,一般是壓氣機、燃燒室、渦輪和噴口。正常工作時,常溫的空氣被壓氣機吸入到燃燒室,燃燒室燃油噴入與空氣混合,然後燃燒釋放高溫高壓混合氣體,這種氣體經過一個收縮-擴張喉道進一步加速之後,驅動渦輪旋轉,這一渦輪將驅動壓氣機持續性工作,之後這一氣體就會經過噴口噴出。
但是在起飛、爬升或者衝刺加速的時候,發動機需要進一步提高推力輸出,這是就會啟動加力燃燒室,也就是在渦輪機和噴口之間再增加一個燃燒段,畢竟這時的混合氣體中依然有不少殘餘的氧氣,這時向這個混合氣體中二次噴入燃油,並點火燃燒,之後在噴出噴口,就可以產生“爆發式”的推力。當然這種加力燃燒並不充分,因此在尾焰中就看到“火光”。
這種帶加力的渦噴發動機或渦扇發動機都是應用在軍用飛機上,在常見的民航飛機上,考慮到節油效率,一般不使用這種發動機。
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