世界航空发动机发展史

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航空发动机发展史

航空发动机发展史

航空发动机发展历程及趋势1、活塞式发动机时期早期液冷发动机居主导地位很早以前,我们的祖先就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔,也曾作过各种尝试,但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。

最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试,但因为发动机太重,都没有成功。

到19世纪末,在内燃机开始用于汽车的同时,人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源,并着手这方面的试验。

1903年,莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后,成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。

这台发动机只发出8.95 kW的功率,重量却有81 kg,功重比为0.11kW/daN。

发动机通过两根自行车上那样的链条,带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。

首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。

但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。

以后,在飞机用于战争目的的推动下,航空特别是在欧洲开始蓬勃发展,法国在当时处于领先地位。

美国虽然发明了动力飞机并且制造了第一架军用飞机,但在参战时连一架可用的新式飞机都没有。

在前线的美国航空中队的6287架飞机中有4791架时法国飞机,如装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机的"斯佩德"战斗机。

这种发动机的功率已达130~220kW, 功重比为0.7kW/daN左右。

飞机速度超过200km/h,升限6650m。

当时,飞机的飞行速度还比较小,气冷发动机冷却困难。

为了冷却,发动机裸露在外,阻力又较大。

因此,大多数飞机特别是战斗机采用的是液冷式发动机。

期间,1908年由法国塞甘兄弟发明旋转汽缸气冷星型发动机曾风行一时。

这种曲轴固定而汽缸旋转的发动机终因功率的增大受到限制,在固定汽缸的气冷星型发动机的冷却问题解决之后退出了历史舞台。

两次世界大战之间的重要技术发明在两次世界大战之间,在活塞式发动机领域出现几项重要的发明:发动机整流罩既减小了飞机阻力,又解决了气冷发动机的冷却困难问题,甚至可以的设计两排或四排汽缸的发动机,为增加功率创造了条件;废气涡轮增压器提高了高空条件下的进气压力,改善了发动机的高空性能;变距螺旋桨可增加螺旋桨的效率和发动机的功率输出;内充金属钠的冷却排气门解决了排气门的过热问题;向汽缸内喷水和甲醇的混合液可在短时内增加功率三分之一;高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性,使汽缸内燃烧前压力由2~3逐步增加到5~6,甚至8~9,既提高了升功率,又降低了耗油率。

航空发动机历史

航空发动机历史

航空发动机历史一、航空发动机的起源航空发动机是现代航空工业的重要组成部分,其起源可以追溯到20世纪初期。

当时,人们开始尝试使用内燃机作为动力源来驱动飞行器。

1903年,莱特兄弟成功飞行了第一架飞机,这标志着现代航空工业的开端。

随后,人们开始研究如何提高飞机的性能和速度,从而推动了航空发动机的发展。

二、早期航空发动机早期的航空发动机主要采用活塞式内燃机结构,包括单缸、多缸和星型等不同类型。

这些发动机具有简单、可靠和易于维护等优点,但是功率输出较低且油耗较大。

此外,在高海拔和高速飞行时,这些发动机也存在一定的性能限制。

三、涡轮喷气式发动机20世纪40年代末期,涡轮喷气式发动机开始逐渐取代活塞式内燃机成为主流。

涡轮喷气式发动机采用了新颖的结构设计和先进的技术原理,包括压气机、燃烧室和涡轮等组成部分。

这些发动机具有功率输出高、油耗低和速度快等优点,被广泛应用于民用和军用飞机中。

四、高温合金技术为了适应涡轮喷气式发动机的高温和高压环境,人们开始研究开发新型的材料技术。

20世纪50年代,高温合金技术开始应用于航空工业中。

这种材料具有耐高温、抗腐蚀和抗疲劳等特点,可以有效提高发动机的性能和寿命。

五、数字化技术随着计算机技术的不断发展,数字化技术开始被广泛应用于航空工业中。

数字化技术可以实现对发动机各个部件的精确控制和监测,从而提高飞行安全性和效率。

此外,数字化技术还可以实现对航空发动机进行虚拟仿真和优化设计,为工程师提供更多的设计思路和方案。

六、未来展望随着航空工业的不断发展,未来航空发动机将进一步提高性能和可靠性。

其中,涡扇发动机、超音速发动机和电动发动机等将成为主流。

此外,人们还将继续研究新型材料技术、数字化技术和智能化技术等,为航空工业的未来发展提供更多的可能性。

七、结语航空发动机历经百年的发展,已经成为现代航空工业的重要组成部分。

从早期的活塞式内燃机到现在的涡轮喷气式发动机,再到未来可能出现的新型发动机,每一次技术革新都推动着航空工业向前迈进。

航空发动机发展历程和趋势

航空发动机发展历程和趋势

航空发动机发展历程和趋势航空发动机是现代航空技术的核心之一,它的发展经历了一个漫长而又充满挑战的历程。

本文将从航空发动机的起源开始,梳理其发展历程,并探讨未来的发展趋势。

一、航空发动机的起源航空发动机的起源可以追溯到19世纪末的内燃机发明。

德国工程师尼古拉斯·奥托发明了第一个四冲程内燃机,开创了航空发动机的先河。

随后,法国工程师尚·布鲁瓦雷成功将内燃机应用于飞行器,并于1908年获得了第一架飞机的专利。

二、早期航空发动机的发展早期的航空发动机以活塞式发动机为主,其工作原理类似于汽车发动机。

这种发动机通过活塞在气缸内往复运动,通过点火、燃烧混合物来产生推力。

然而,由于其结构复杂、体积庞大和重量较重,限制了飞机的速度和飞行高度。

三、涡轮喷气发动机的诞生20世纪30年代,涡轮喷气发动机的问世标志着航空发动机的重大突破。

涡轮喷气发动机利用燃烧室中的高温燃气推动涡轮旋转,从而驱动飞机前进。

与传统活塞式发动机相比,涡轮喷气发动机具有体积小、重量轻、推力大和燃油效率高等优点,为航空业带来了巨大的变革。

四、涡扇发动机的崛起20世纪50年代,随着涡扇发动机的问世,航空发动机进入了一个新的时代。

涡扇发动机是在涡轮喷气发动机的基础上发展而来,其特点是在喷气口外部增加了一个大风扇,进一步提高了推力和燃油效率。

涡扇发动机的出现使得喷气式飞机速度大幅提升,航程延长,为民航业的发展提供了强大的动力。

五、高温合金技术的应用为了提高发动机的效率和性能,航空发动机制造商开始研发和应用高温合金技术。

高温合金可以在极端高温下保持稳定性,使发动机能够承受更高的温度和压力,提高燃烧效率和推力。

此外,高温合金还具有抗腐蚀和抗磨损等优点,延长了发动机的使用寿命。

六、绿色环保技术的发展随着环境保护意识的增强,航空发动机也在不断追求更加环保和节能的技术。

绿色环保技术包括燃烧室设计的优化、燃料喷射和燃烧控制系统的改进,以及废气处理和噪音减少技术的应用。

航空发动机技术的发展历程

航空发动机技术的发展历程

航空发动机技术的发展历程随着人们的生活水平不断提高,越来越多的人开始旅行和探索,而航空技术则成为了连接世界各地的最便捷方式。

而航空发动机则是航空技术的核心,在航空发动机技术的不断进步中,促进了航空业的快速发展。

本文将从航空发动机技术的起源、发展历程、现状以及未来展望四个方面来阐述。

一、航空发动机技术的起源早在古代,人们就开始尝试运用风动力形成船帆,实现航行,这也可以算是人类最早的航空探索。

而真正意义上的发动机则是在19世纪末期才诞生。

那时,内燃机和蒸汽机的发明为现代发动机的开发奠定了基础。

叶片式的风扇引擎由Francis Turbine引入,并用于水力发电厂。

然而,第一次世界大战的爆发推动了航空发动机技术的快速进步。

飞机的使用使小型内燃发动机在质量、效率和重量方面得到了极大改进。

二氧化碳的电气分解和氮分子的燃烧,以及射线计数器,让化学理论充实了计算机系统,从而为航空发动机的发展奠定了基础。

二、航空发动机技术的发展历程20世纪20年代,涡轮增压器发明,大幅提升了飞机的高空飞行性能。

二战期间,喷气式发动机的发明使得飞机飞行速度的最高值倍增,并大大提升了飞行升限。

六十年代末,高温合金开始应用于发动机转子,以提高发动机的热效率,并使用了一些新材料,如碳纤维和冲压铝,以减轻飞行器的质量。

近年来,电能、无反动发动机、燃料电池等技术得到迅猛发展。

三、航空发动机技术的现状当前,航空发动机技术处于高速发展阶段。

涵道比、风扇直径、涡轮材料和涡轮叶片的热效率等主要技术数据不断被提高。

现代航空发动机尤以飞机引擎目前进入了一个能源效率较高的全新高峰。

飞机越来越大,越来越安静。

涵道比是一个重要的变化。

过去,涵道比较低,而今涵道比超过了14当然,灵活性是这个构成的地方。

四、航空发动机技术的未来展望未来航空发动机技术的主要发展趋势定在高效、生态、环保与安全方向上。

越来越多的新材料的应用将使发动机的性能越来越好。

飞行器领域的专家认为,未来十年内,飞行器将采用更加环保、更加节能的发动机。

航空发动机历史

航空发动机历史

航空发动机历史
航空发动机是飞机的心脏,是飞机能够在空中飞行的关键部件。

随着航空技术的不断发展,航空发动机也经历了多年的发展历程。

20世纪初,航空发动机还处于起步阶段,主要采用的是内燃机。

这种发动机的缺点是重量大、功率小、燃油消耗量大,无法满足飞机的高速、高空飞行需求。

随着航空技术的不断发展,涡轮发动机逐渐成为主流。

涡轮发动机采用了涡轮增压技术,可以在高空高速飞行时提供更大的推力,大大提高了飞机的性能。

20世纪50年代,喷气式发动机开始逐渐普及。

喷气式发动机采用了高速喷射燃料的方式,可以提供更大的推力,使飞机的速度和高度都得到了大幅提升。

同时,喷气式发动机还具有噪音小、燃油消耗少等优点,成为了现代航空发动机的主流。

近年来,随着环保意识的不断提高,航空发动机也在不断创新。

新一代航空发动机采用了更加先进的材料和技术,可以提供更高的推力,同时还具有更低的噪音和更少的排放。

例如,波音公司的787梦想飞机采用了先进的涡扇发动机,可以提供更高的推力和更低的噪音,同时还可以减少燃油消耗和排放。

航空发动机的发展历程是航空技术发展的缩影。

随着科技的不断进步,航空发动机也在不断创新,为人类的空中旅行提供了更加安全、舒适和环保的选择。

航空发动机的发展历史

航空发动机的发展历史

航空发动机的发展历史在19世纪末,德国工程师尤安·奥托·里登贝恩设计了第一台可用于飞行器的内燃机,这是一台四冲程发动机。

然而,当时的技术和材料限制,使得这台发动机的重量过重,难以用于实际的飞行器上。

不过,这台发动机的诞生明确了未来发动机的发展方向。

到了20世纪初,法国工程师亨利·贝格涅(Henri Breguet)和英国工程师亨利·罗伊斯(Henry Royce)分别独立开发了第一台成功的航空发动机。

贝格涅设计了一种具有较高功率输出的内燃机,他的设计大大改善了航空器的性能。

而罗伊斯的发动机更加注重可靠性和耐用性,他的设计成为了英国皇家空军在两次世界大战期间的首选发动机。

随着航空工业的发展,第一次世界大战期间,航空发动机得到了巨大的发展。

德国的奥托·魏茨克(Otto Weisskopf)在1913年研发出了第一台具有可变推力功能的涡桨发动机,使得飞机能够在起飞和巡航时根据需要调整推力。

20年代末,美国科学家弗兰克·惠特尔(Frank Whittle)和德国工程师汉斯·冯·奥罗(Hans von Ohain)几乎同时研制出了喷气式发动机。

这标志着航空发动机的革命性进步,推动了喷气式飞机的发展。

在第二次世界大战期间,喷气式发动机得到了广泛的应用。

英国的惠特尔喷气式发动机首次装备在飞机上,在英国皇家空军成功进行了飞行测试。

在德国,汉斯·冯·奥罗开发的发动机被用于德国空军的喷气式战斗机。

与此同时,美国工程师弗兰克·韦尔(Frank Whittle)和约翰·塞尔德里奇(John Seidrich)也研发出了燃烧室前置的喷气式发动机,成为美国军航领域的重要突破。

随着第二次世界大战结束,航空工业进入了一个高速发展的时期。

冷战的到来催生了许多新技术的出现。

引进了电子控制系统、复合材料和降噪技术等等,使得航空发动机在性能、可靠性和效率方面都取得了新的突破。

世界航空发动机手册

世界航空发动机手册

世界航空发动机手册航空发动机是飞行器的心脏,是确保飞机安全飞行的重要组成部分。

在世界航空工业发展的过程中,各个国家都积极投入到发动机技术的研发中,不断推动航空发动机的创新和进步。

本手册将为您介绍世界航空发动机的发展历程、基本构造和工作原理,以及一些常用的航空发动机类型。

一、航空发动机的发展历程航空发动机的发展可以追溯到19世纪末的内燃机诞生。

随着飞行器的出现,对于高效可靠的动力需求逐渐增加。

1903年,莱特兄弟成功试飞了第一架飞机,标志着现代航空的诞生。

此后,航空发动机的发展也迅速起步。

在20世纪初期,螺旋桨发动机成为主流。

这类发动机通过将燃烧产生的热能转化为机械能,驱动螺旋桨旋转,产生推力。

然而,由于螺旋桨发动机的功率受限,速度和升限难以进一步提高。

随后,喷气发动机的问世彻底改变了航空业。

1939年,英国斯托尔飞行器公司成功试验了世界上第一台喷气发动机,飞行速度得到了巨大提升。

从此,喷气发动机成为航空发动机发展的新方向,各个国家纷纷投入到喷气发动机的研制中。

二、航空发动机的基本构造和工作原理航空发动机是由多个部件组成的复杂系统。

下面将为您介绍航空发动机的基本构造和工作原理。

1. 压缩系统:航空发动机通过压缩空气提高燃烧效率。

压缩系统主要由进气道、压气机和燃烧室组成。

进气道将外部空气引入发动机,经过压气机的多级压缩后,气体被压缩到高压状态进入燃烧室。

2. 燃烧系统:在燃烧室中,燃料与高压空气混合并点燃,产生高温高压气体。

这些气体经过膨胀冷却后进入喷嘴。

3. 喷嘴系统:喷嘴系统主要由喷射嘴、涡轮和推力向量控制装置组成。

喷嘴通过将高速高温的燃气排出,产生向后的喷气推力。

三、常见航空发动机类型根据不同的应用场景和技术特点,航空发动机可分为多个类型。

本节将介绍一些常见的航空发动机类型。

1. 喷气发动机:喷气发动机以高速喷出的燃气产生推力,是现代商用飞机和军用战斗机常用的动力装置。

2. 涡扇发动机:涡扇发动机是一种高推力、高效率的喷气发动机。

飞机发动机的发展历程

飞机发动机的发展历程

飞机发动机的发展历程飞机发动机的发展历程可以追溯到19世纪末20世纪初的早期阶段。

以下是飞机发动机的一些重要里程碑:1.德里克索莫铁器时代(19世纪末):第一台飞机发动机是由法国工程师德里克索发明的。

这台二冲程汽油发动机是水冷式的,可提供大约20马力。

然而,这种发动机太重且效率低下,无法应对未来飞机的需求。

2.莱特兄弟的成功(1903年):美国莱特兄弟是第一位成功飞行的人。

他们使用了一台由自己设计和制造的内燃机。

这台发动机采用了4冲程循环原理,燃料是汽油,并且采用了点火火花塞。

这一创新使飞机发动机实现了可靠的动力输出。

3.一战时期的发展(1914-1918年):第一次世界大战加速了航空技术的发展。

飞机在军事用途上得到了广泛应用。

这一时期见证了多种发动机类型的出现,如水冷式发动机、空冷式发动机和倒转V型发动机等。

4.喷气发动机的诞生(1930年代):在1930年代初,英国发明家弗兰克·惠特利成功地构建了第一种喷气式发动机。

这种发动机采用了压气机和燃烧室的组合,以喷气的方式产生推力。

喷气发动机的推出打破了传统螺旋桨推进系统的限制,为实现更高速度和高空飞行提供了可能。

5.二战后的进步(1945年以后):二战结束后,航空技术迅速发展。

喷气式发动机得到改进,并引入了新的冷气推力增强(阿夫雷特效应)和涡轮增压技术。

冷气推力增强通过将空气引入发动机周围的超音速管道来增加推力。

涡轮增压则通过利用排气气流来增加进气发动机的压力,从而提高发动机性能。

6.现代航空技术(2000年以后):近年来,航空技术取得了巨大的进步。

先进的数字控制系统和轻质复合材料的使用使发动机更强大、更经济高效。

涡扇发动机和涡轮螺旋桨发动机是当前商用飞机发动机的主流,其高效性和环保性能使得航空工业发展迅速。

以上是飞机发动机发展的一些关键历程,这些里程碑性的技术进步推动了飞机性能的提升,并推动了航空工业的快速发展。

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世界航空发动机发展史摘要:航空发动机的历史大致可分为两个时期。

第一个时期从首次动力开始到第二次世界大战结束。

在这个时期,活塞式发动机统治了40年左右。

第二个时期从第二次世界大战至今。

60多年来,航空燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机,开创了喷气时代。

关键词:活塞式喷气式航空发动机诞生一百多年来,主要经过了两个阶段。

前40年(1903~1945),为活塞式发动机的统治时期。

后60年(1939~至今),为喷气式发动机时代。

在此期间,航空上广泛应用的是燃气涡轮发动机,先后发展了直接产生推力的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机。

亦派生发展了输出轴功率的涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。

一、活塞式发动机统治时期很早以前,我们的祖先就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔,也曾作过各种尝试,但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。

最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试,但因为发动机太重,都没有成功。

到19世纪末,在内燃机开始用于汽车的同时,人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源,并着手这方面的试验。

1903年,莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后,成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。

这台发动机只发出8.95 kW的功率,重量却有81 kg,功重比为0.11kW/daN。

发动机通过两根自行车上那样的链条,带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。

首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。

但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。

在两次世界大战的推动下,活塞式发动机不断改进完善,得到迅速发展,第二次世界大战结束前后达到其技术的顶峰。

发动机功率从近10kW提高到2500kW 左右,功率重量比(发动机功率与发动机质量的重力之比,简称功重比,计量单位是kW/daN)从0.11kW/daN提高到1.5kW/daN,飞行高度达15000m,飞行速度从16km/h提高到近800km/h,接近了螺旋桨飞机的速度极限。

20世纪30~40年代是活塞式发动机的全盛时期。

活塞式发动机加上螺旋桨,构成了所有战斗机、轰炸机、运输机和侦察机的动力装置;活塞式发动机加上旋翼,构成所有直升机的动力装置。

著名的活塞式发动机有:英国的梅林V型12缸液冷式发动机,功率1120kW,用于“飓风”、“喷火”和“野马”战斗机;美国普拉特·惠特尼公司(简称普·惠公司)的“黄蜂”系列星形气冷发动机,气缸7~28个,功率970~2500kW,广泛用于各种战斗机、轰炸机和运输机。

带螺旋桨的活塞式发动机的最大缺点是飞行速度受到限制(800km/h以下)。

一方面,因为发动机需要功率与飞行速度的三次方成正比,随着速度的提高,所需发动机功率急剧增大,而通过增加汽缸数目来增大功率所带来的重量负荷飞机不能承受;另一方面,随着飞行速度的提高,螺旋桨的效率急剧下降并有机毁人亡的危险。

因此,为了实现高速飞行,必须寻求新的动力装置,这就是喷气式发动机。

第二次世界大战之后,随着涡轮喷气发动机的发展,活塞式发动机逐渐退出了航空领域的霸主地位。

二、喷气推进新时代(1)喷气发动机的诞生喷气式发动机是一种直接反作用推进装置。

低速工质(空气和燃料)经增压燃烧后以高速喷出而直接产生反作用推力。

由于喷气发动机没有了限制飞行速度的螺旋桨,而且单位时间流入发动机的空气流量比活塞式发动机大得多,从而能产生很大的推力,使飞机的飞行速度得到极大的提高。

与喷气发动机原理有关的研究已有久远的历史,中国古代的火箭和走马灯就是喷气推进和涡轮机原理的体现。

1913年,法国工程师雷恩·罗兰获得第一个喷气发动机专利,它属于无压气机式空气喷气发动机,与后来的冲压发动机基本相同。

冲压发动机结构简单、推力大,特别适合高速飞行。

无压气机式喷气发动机还有脉冲式发动机和火箭发动机。

脉冲式发动机是冲压喷气发动机的一种特殊形式,没有得到广泛应用。

有压气机式空气喷气发动机是由英国人弗莱克·惠特尔和德国人汉斯·冯·奥海因在同一时期分别发明的。

压气机有离心式、轴流式、组合式等多种,由后面的燃气涡轮带动,所以这类发动机又称为涡轮喷气发动机。

空军少校惠特尔1930年申请了专利,1937年4月研制出世界上第一台离心式涡轮喷气发动机,试验中的推力达到的推力为200daN。

1941年5月,推力为650daN的改进型惠特尔发动机装在格罗斯特公司的E28/29飞机上进行了成功的首飞。

奥海因在1938年10月试验了采用轴流—离心组合式压气机的HeS3涡轮喷气发动机,实测推力400daN,推力重力比1.12。

1939年8月27日,装在德国亨克尔公司的He—178飞机上成功首飞。

这是世界上第一架试飞成功的涡轮喷气发动机。

(2)涡轮喷气发动机的发展早期的涡轮喷气发动机和飞机尚处于试验阶段,在第二次世界大战中并没有发挥多大的作用,到战后特别是20世纪50年代才获得迅速的发展。

战后第一批装备部队使用的喷气式战斗机是1944年美国制造的F—80和1946年苏联制造的米格—9,飞机为平直梯形机翼,发动机推力800~900daN,飞行速度900km/h 左右。

飞机速度达到声速以后,为了突破“声障”,在涡喷发动机上加装了加力燃烧室,它可以在短时间内加幅度提高推力。

以后,战斗机继续向高空高速发展。

1958年美国推出F—104战斗机,最大飞行马赫数2.2,使用升限17.68km。

动力为J79单转子加力式涡轮喷气发动机,最大推力7020daN,推重比4.63。

涡轮喷气发动机在军用战斗机上广泛应用的同时,也被其他机种所选用。

首先是轰炸机,随后是运输机、旅客机和侦察机。

如果把20世纪40~50年代研制的单轴涡轮喷气发动机算为第一代,那么50~60年代研制的加力式涡轮喷气发动机为第二代,其循环和性能参数水平为:涡轮前燃气温度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)涡轮风扇发动机的发展涡喷发动机有一个致命的缺点,就是耗油率太高,涡扇发动机既能克服这个缺点又保有它原有的优点。

涡扇发动机与涡喷发动机的区别在于低压压气机变成叶片的风扇,风扇出口气流分成两股通过内外两个环形涵道流过发动机。

内涵与前述涡轮喷气发动机的情况相同,外涵空气经过涵道直接排出,或在低压涡轮后与主流混合后经喷管排出,或加力补燃后排出。

在核心相同的条件下,由于涡轮风扇发动机总空气流量大,排气速度低,所以与涡轮喷气发动机相比,推力大,推进效率高,耗油率低。

涡轮风扇发动机实质上仍属于直接反作用式涡轮喷气发动机。

涡扇发动机诞生于20世纪50年代,首先用于民用飞机,随后扩展到军用飞机。

20世纪60年代出现涡扇化热潮,70~80年代发展提高、广泛应用,90年代以后高度发展,取代涡喷发动机成为军民用飞机的主动力和航空推进技术研究发展的主要方向。

世界上第一台运转的涡轮风扇发动机是德国戴姆勒-奔驰研制的DB670(或109-007),于1943年4月在实验台上达到840千克推力,但因技术困难及战争原因没能获得进一步发展。

世界上第一种批量生产的涡扇发动机是1959年定型的英国康维,推力为5730daN,用于VC-10、DC-8和波音707客机。

涵道比有0.3和0.6两种,耗油率比同时期的涡喷发动机低10%~20%。

1960年,美国在JT3C 涡喷发动机的基础上改型研制成功JT3D涡扇发动机,推力超过7700daN,涵道比1.4,用于波音707和DC-8客机以及军用运输机。

以后,涡扇发动机向低涵道比的军用加力发动机和高涵道比的民用发动机的两个方向发展。

在低涵道比军用加力涡扇发动机方面,20世纪60年代,英、美在民用涡扇发动机的基础上研制出斯贝-MK202和TF30,分别用于英国购买的"鬼怪"F-4M/K战斗机和美国的F111(后又用于F-14战斗机)。

它们的推重比与同时期的涡喷发动机差不多,但中间耗油率低,使飞机航程大大增加。

在70~80年代,各国研制出推重比8一级的涡扇发动机,如美国的F!00、F404、F110,西欧三国的RB199,前苏联的RD-33和AL-31F。

它们装备目前在一线的第三战斗机,如F-15、F-16、F-18、"狂风"、米格-29和苏-27。

目前,推重比10一级的涡扇发动机已研制成功,即将投入服役。

它们包括美国的F-22/F119、西欧的EFA2000/EJ200和法国的"阵风"/M88。

其中,F-22/F119具有第四代战斗机代表性特征--超声速巡航、短距起落、超机动性和隐身能力。

超声速垂直起飞短距着陆的JSF动力装置F136正在研制之中,预计将于2010~2012年投入服役。

自20世纪70年代第一代推力在20000daN以上的高涵道比(4~6)涡扇发动机投入使用以来,开创了大型宽体客机的新时代。

后来,又发展出推力小于20000daN 的不同推力级的高涵道比涡扇发动机,广泛用于各种干线和支线客机。

10000~15000daN推力级的CFM56系列已生产13000多台,并创造了机上寿命超过30000h的记录。

民用涡扇发动机依然投入使用以来,已使巡航耗油率降低一半,噪声下降20dB, CO、UHC、NOX分别减少70%、90%、45%。

90年代中期装备波音777投入使用的第二代高涵道比(6~9)涡扇发动机的推力超过35000daN。

其中,通用电气公司GE90-115B在2003年2月创造了56900daN的发动机推力世界纪录。

目前,普·惠公司正在研制新一代涡扇发动机PW8000,这种齿轮传动涡扇发动机,推力为11 000~16 000daN,涵道比11,耗油率下降9%。

三、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机在涡轮喷气发动机蓬勃发展的过程中,驱动飞机螺旋桨和直升机旋翼的动力也实现了涡轮化,派生出两种新型航空燃气涡轮发动机——涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。

它们的工作原理基本相同,都是靠动力涡轮把燃气发生器出口燃气中的绝大部分可用能量转变为轴功率,通过减速器驱动螺旋桨或旋翼。

它们与活塞式发动机相比,重量轻、振动小、功率重力比大。

(1)涡浆发动机在第二次世界大战中,英国开始研制本国第一台涡桨发动机罗尔斯-罗伊斯RB.50 Trent。

美国、法国、苏联等国也都积极发展了这项技术。

因为它比涡喷和涡扇发动机耗油率低、经济性好、起飞推力大、曾得到相当的发展。

目前,在中小型运输机和通用飞机上仍有广泛用途。

其中加拿大普·惠公司的PT6A发动机是典型代表,40年来,这个功率范围为350~1100kW的发动机系列已发展出30多个改型,用于144个国家的近百种飞机,共生产了30000多台。

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