各类飞机引擎原理
飞机发动机的工作原理和性能

飞机发动机的工作原理和性能近年来,随着民航业的不断发展,飞机发动机被推上了风口浪尖。
不仅代表着交通运输的现代化,也是人类科技发展的一大里程碑。
那么,飞机发动机的工作原理和性能究竟是怎样的呢?本文将对此进行探究。
一、飞机发动机的工作原理1.1 燃气涡轮发动机(Gas Turbine Engine)飞机发动机的工作原理大体上都是基于燃烧热能产生推力的原理。
其中,燃气涡轮发动机是目前民用飞机中最常用的发动机。
首先,燃气涡轮发动机的外表非常复杂,而其内部结构则包括了多个部分,例如气压机(Compressor)、燃气室(Combustion Chamber)、涡轮(Turbine)等。
在发动机运转时,气压机不断压缩进气,燃气室中的喷油嘴向燃烧室内喷入燃料和空气,形成大量热能。
最终,该热能通过涡轮的带动作用转换成了机械能,推动飞机产生动力。
1.2 活塞发动机(Piston Engine)除了燃气涡轮发动机,活塞发动机也是飞机中的一种常见发动机类型。
与燃气涡轮发动机不同的是,活塞发动机使用汽油作为燃料,而不是涡轮动力的产生方式。
活塞发动机的主要原理就是依靠发动机内的活塞往复运动,产生压缩和释放能量的循环过程,实现机械能的转化。
尽管该发动机种类近些年来已经日渐稀少,但在小型飞机、直升机等领域仍然得以广泛应用。
二、飞机发动机的性能2.1 推力飞机发动机的核心性能指标即为推力,指其能够产生的向前推进力矢量大小。
这也是机体飞行的驱动力来源之一。
推力的大小与飞机的大小、重量、设计以及发动机的性能直接相关。
2.2 效率飞机发动机的效率也是一项非常重要的指标,指的是发动机在产生推力的同时所消耗的燃料(或油)的比例。
效率越高,则每公里飞行所需的燃料(或油)越少,航程也随之得以延长。
例如,喷气发动机的效率大约可达到40-50%,而活塞发动机则不及其3-4倍。
2.3 可靠性随着民用航空事业的发展,对于飞机发动机的可靠性、耐用性的要求也越来越高。
飞机引擎工作原理

飞机引擎工作原理
飞机引擎工作原理是通过将燃料和空气混合后点火燃烧产生高温高压气体,然后将气体喷出高速喷嘴,利用喷射反冲力推动飞机前进的一种动力装置。
飞机引擎通常使用内燃式发动机,主要包括涡轮喷气发动机和涡扇发动机。
涡轮喷气发动机是最常见的飞机引擎类型之一。
它的基本工作原理是利用高压空气驱动涡轮旋转,并通过轴将动力传递给压缩机和风扇。
在涡轮喷气发动机中,空气首先被压缩机压缩,然后进入燃烧室,在燃烧室内与燃料混合并点火。
燃烧后的高温高压气体推动涡轮旋转,并驱动压缩机和风扇运转,进而产生推力。
涡扇发动机是目前商用飞机广泛使用的一种引擎类型。
涡扇发动机结合了涡轮喷气发动机和涡桨发动机的特点。
涡扇发动机的核心是一个涡轮喷气发动机,但在它的后面加上了一个额外的大直径风扇。
在涡扇发动机中,部分空气经过压缩机后进入燃烧室进行燃烧,而另一部分空气则绕过燃烧室直接驱动风扇旋转。
燃烧后的高温高压气体驱动涡轮旋转,并通过轴驱动压缩机和风扇运转,同时风扇产生的推力也为飞机提供了较大的推力。
涡扇发动机具有较高的效率和较低的噪音水平,因此在商用飞机中得到广泛应用。
冒泡堵除是涡扇发动机中的重要部分,用于收集空气中的颗粒物,以保证发动机稳定运行。
冒泡堵除是通过引入冒泡废气来清除进气道中的杂质。
废气流经冒泡堵除后,将杂质冲刷到外界。
这种冲刷作用可以有效防止杂质的积累,保持引擎通道的
畅通。
总之,飞机引擎通过将燃料和空气混合燃烧产生高温高压气体,并利用喷射反冲力推动飞机前进。
不同类型的飞机引擎在工作原理和结构上有所区别,但都遵循相似的基本原理,为飞机提供动力。
飞机引擎工作原理

飞机引擎工作原理飞机引擎是飞机的动力来源,它的工作原理直接关系到飞机的飞行性能和安全。
飞机引擎通常采用喷气式发动机或者螺旋桨发动机。
喷气式发动机是现代民航飞机主要采用的发动机,它通过喷射高速气流产生推力,从而推动飞机前进。
而螺旋桨发动机则是通过螺旋桨叶片的旋转产生推力,推动飞机飞行。
下面我们将分别介绍这两种发动机的工作原理。
喷气式发动机工作原理:喷气式发动机是通过压缩空气、燃烧燃料、喷射高速气流产生推力的原理来推动飞机飞行。
首先,空气通过飞机的进气口被引入发动机内部,经过压缩机的压缩后,空气被压缩成高压气体。
接着,高压气体进入燃烧室,与燃料混合并点燃,产生高温高压的燃气。
燃气的高速喷射通过喷嘴,产生向后的推力,推动飞机向前飞行。
同时,喷气式发动机还会通过涡轮来驱动压缩机和一些其他辅助设备,保证发动机的正常运转。
螺旋桨发动机工作原理:螺旋桨发动机是通过螺旋桨叶片的旋转产生推力来推动飞机飞行的。
螺旋桨发动机的工作原理是将发动机内部燃气产生的动力转化为螺旋桨的旋转动力,从而产生推力。
当发动机启动后,燃气产生的动力通过传动系统传递到螺旋桨上,使得螺旋桨叶片旋转,产生向前推进的力量,从而推动飞机飞行。
螺旋桨发动机的推力大小可以通过调节螺旋桨叶片的角度来控制。
总结:飞机引擎的工作原理是飞机飞行的基础,喷气式发动机和螺旋桨发动机分别通过喷射高速气流和螺旋桨旋转产生推力来推动飞机飞行。
了解飞机引擎的工作原理有助于我们更好地理解飞机的飞行原理,也有助于飞机的维护和保养。
同时,对于飞机引擎的工作原理的深入了解也为未来飞机引擎的发展提供了更多的可能性。
飞机的发动机的原理

飞机的发动机的原理飞机的发动机是飞行器的重要部件,它负责提供动力来推动飞机飞行。
飞机发动机的原理可以分为喷气式发动机和螺旋桨发动机两种。
以下将分别介绍它们的工作原理。
1. 喷气式发动机原理:喷气式发动机利用喷出高速气流产生的反作用力来推动飞机。
它由进气系统、压气系统、燃烧系统和喷口系统组成。
- 进气系统:进气系统的作用是将外界空气引入发动机以供燃烧和压缩。
进气系统中有一个叶轮机,它利用高速旋转的叶片将空气压缩进入燃烧室。
- 压气系统:压气系统包括压气机和高压涡轮。
压气机通过旋转的叶片将空气进行进一步的压缩,使其具有足够的能量用以燃烧。
高压涡轮从燃烧室排出的废气中获得能量,进而驱动压气机。
- 燃烧系统:燃烧系统由燃烧室和燃烧器组成。
在燃烧室内,压缩后的空气与燃料混合后点燃,产生高温高压的气体。
燃烧过程中产生的废气会通过高压涡轮排出。
- 喷口系统:废气从高压涡轮排出后,会经过喷管,通过喷嘴以高速喷出。
当高速气流喷出时,产生的反作用力推动了飞机向前飞行。
2. 螺旋桨发动机原理:螺旋桨发动机通过螺旋桨的旋转产生推力。
它由气缸、曲轴和螺旋桨组成。
- 气缸:气缸是螺旋桨发动机的关键部件,它由一个或多个气缸组成。
每个气缸内都有活塞,活塞以往复运动形式压缩和释放燃气。
- 曲轴:曲轴连接活塞,将活塞来回的线性运动转化为旋转运动。
曲轴的旋转产生的动力被传递给螺旋桨,推动其旋转。
- 螺旋桨:螺旋桨由一系列叶片组成,它们形成螺旋状排列。
当发动机运转时,曲轴的旋转将动力传递给螺旋桨,引起其旋转。
螺旋桨的旋转会引起周围空气的流动,产生气流,进而产生推力,推动飞机向前飞行。
综上所述,喷气式发动机通过排出高速废气产生反作用力来推动飞机,而螺旋桨发动机则利用螺旋桨的旋转产生推力。
两种发动机各有优势,喷气式发动机通常用于大型喷气式客机,而螺旋桨发动机多用于小型飞机。
随着科技的发展,各种新型发动机的研发也在不断进行,以进一步提高飞机的性能和效率。
飞机引擎不停的工作原理

飞机引擎不停的工作原理飞机引擎是飞机的核心动力系统,为飞机提供推力以驱动机身前进。
飞机引擎的工作原理涉及燃烧过程、空气动力学和热力学等多个领域的知识。
下面将从引擎的构成、工作原理和实际运行过程等方面进行详细介绍,全文仅供参考。
飞机引擎通常由涡轮喷气发动机和螺旋桨发动机两种类型构成。
涡轮喷气发动机主要用于大型商用飞机和军用飞机,而螺旋桨发动机则主要用于小型飞机和直升机。
涡轮喷气发动机是最常见的飞机引擎类型之一。
它主要由进气、压缩、燃烧、高压涡轮和喷气五个主要部分组成。
首先是进气过程。
当飞机在飞行中向前移动时,引擎会将空气吸入进气口。
进气道里通常设有空气滤清器,以防止进入引擎的空气中有杂质。
在进入进气道后,空气会经过各种导流器和扰流器的导引,以提高进气的效率。
接下来是压缩过程。
在进气道将空气导入涡轮发动机之后,空气会经过低压压气机,这部分压气机通常由数个高效率的压缩级别组成。
压缩过程中,每个级别的叶片都将空气压缩到更高的压力水平,从而增加了燃烧效率。
然后是燃烧过程。
在空气被压缩到一定程度之后,燃油会被喷入到燃烧室中,与压缩空气混合并点燃。
燃烧产生的高温气体膨胀,从而推动高压涡轮旋转。
涡轮的旋转提供了进一步的压缩功,以及驱动高压压气机和燃油泵等设备的动力。
接下来是高压涡轮过程。
高压涡轮将燃烧后的气体排出,该过程被称为喷射。
喷气过程中,气体通过排气管迅速释放,产生巨大的后向推力,推动飞机前进。
而且,喷气也通过传递动量的原理提供了一个反作用力,以提供平衡推力的稳定性。
最后是喷气过程。
飞机引擎将排放的尾气通过喷嘴喷出,在喷气喷出的过程中,尾气与周围空气相混合,从而降低了噪音和气体排放。
这是为了保护环境和确保飞机在地面和没有飞行通道的区域内运行时能够安全地工作而采取的措施。
飞机引擎通过以上过程将燃料燃烧产生的高温气体产生动力,转化为飞机的推力,从而驱动飞机前进。
在实际运行中,飞机引擎需要依赖油箱提供燃料,并通过复杂的控制系统来调节引擎的工作模式和性能。
飞机发动机工作原理

飞机发动机工作原理飞机发动机是飞机的核心装置,通过将燃料燃烧转化为推力,驱动飞机飞行。
本文将详细介绍飞机发动机的工作原理,让我们一起来了解吧。
一、引言飞机发动机是指将燃料转化为推力的装置,用于驱动飞机运行。
根据不同的工作原理和结构特点,常见的飞机发动机主要包括喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。
接下来,我们将分别介绍这两种发动机的工作原理。
二、喷气发动机喷气发动机是现代飞机主要采用的发动机类型,其工作原理是通过压缩空气、混合燃料并燃烧产生高温高压气流,然后将气流排出,产生推力。
下面是喷气发动机的工作原理的详细介绍:1. 压气机喷气发动机的核心部件是压气机,它通过旋转的叶片将进气口的空气压缩。
当大量空气被压缩到高压状态时,空气中的氧气浓度增加,为后续的燃烧提供条件。
2. 燃烧室在压气机将空气压缩后,被送入燃烧室。
燃烧室内混合了燃料和压缩空气,点燃燃料后产生高温高压气流,这个过程称为燃烧。
燃烧室的设计十分关键,它能够保证高效的燃烧并控制燃烧产生的温度。
3. 喷嘴燃烧产生的高温高压气流被送入喷嘴,喷嘴具有特殊的形状和结构,能够将气流加速并改变其流动方向。
当高温高压气流从喷嘴喷出后,由于动量守恒定律,飞机会产生与气流相反的推力,推动飞机向前飞行。
三、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是另一种常见的飞机发动机类型,它通过喷气发动机的工作原理,将燃料燃烧后的高温高压气流驱动涡轮转动,从而驱动螺旋桨旋转。
下面是涡轮螺旋桨发动机的工作原理的详细介绍:1. 压气机和燃烧室涡轮螺旋桨发动机的工作原理与喷气发动机相似,其主要部件包括压气机和燃烧室。
通过压气机将进气口的空气压缩,然后进入燃烧室与燃料混合并燃烧,产生高温高压气流。
2. 涡轮和螺旋桨高温高压气流进入涡轮部分,通过涡轮的叶片驱动涡轮旋转。
涡轮与螺旋桨轴相连,涡轮旋转的动力被传递到螺旋桨上,使其旋转,进而产生推力。
四、总结飞机发动机是飞机运行的核心装置,喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机是两种常见的发动机类型。
飞机引擎工作原理

飞机引擎工作原理近年来,随着航空技术的不断发展,飞机作为重要的交通工具已经成为人们出行的首选。
而在飞机的运行过程中,引擎作为核心部件发挥着至关重要的作用。
本文将介绍飞机引擎的工作原理,旨在帮助读者更好地了解飞机引擎的运作机制。
引子在我们迈大步走进21世纪的今天,飞机已经成为世界上最重要的交通工具之一。
引擎是飞机一个不可或缺的组成部分,它通过转化能源,向飞机提供动力。
那么,飞机引擎是如何工作的呢?下面,我们将从基本原理和工作过程两方面来详细解答这个问题。
一、基本原理1. 空气压缩与燃料喷射飞机引擎首先需要将外界的空气进行压缩,以增加其密度和压力。
在飞机引擎中,采用了多级压气机,将空气进行多次压缩。
接着,燃料会被喷射到这经过压缩的空气中,形成可燃混合气体。
2. 燃烧过程在燃烧室中,燃料与空气混合气体经过点火后,会发生燃烧反应。
这个过程释放出大量的热能,使气体温度显著升高。
同时,燃烧过程还产生了大量的水蒸气和废气。
3. 推力产生燃烧过程释放的高温高压气体将通过喷嘴喷出,形成一个后向的喷气流。
根据牛顿第三定律,喷气流的后向推力将推动飞机向前运动。
这就是飞机引擎产生推力的基本原理。
二、工作过程在飞机引擎的工作过程中,通常包括了起动、加速、巡航和制动等阶段。
下面将对这几个阶段进行详细介绍:1. 起动阶段在飞机起飞前,引擎需要进行起动。
通常,起动是通过起动机提供的起动能量来完成的。
起动机带动转子进行转动,使引擎开始工作。
在起动阶段,引擎进行自检和预热,确保各部分能正常工作。
2. 加速阶段在加速阶段,引擎需要将飞机推向足够的速度以实现升空。
在这一阶段,引擎输出的功率逐渐增加,推力也逐渐增大。
一旦飞机达到升空所需的速度,引擎将进入下一个阶段。
3. 巡航阶段在巡航阶段,引擎将以恒定的速度运行,保持飞机在空中的稳定飞行状态。
引擎的转速和推力将保持相对恒定。
在巡航阶段,也是飞机耗能最低的阶段。
4. 制动阶段当飞机需要降落时,引擎将进入制动阶段。
飞机引擎工作原理

飞机引擎工作原理飞机引擎是飞机的动力来源,它的工作原理直接关系到飞机的飞行性能和安全。
飞机引擎通常采用喷气发动机或者螺旋桨发动机,它们的工作原理有所不同。
喷气发动机是目前大多数民用飞机所采用的动力装置。
它的工作原理是通过压缩空气、加燃料、燃烧混合气体、喷射高速气流来产生推力。
首先,空气通过进气口进入压气机,压气机将空气压缩,提高了空气的密度和压力。
然后,压缩后的空气进入燃烧室,与燃料混合并燃烧,产生高温高压的气体。
最后,高速喷射的气流产生反作用力,推动飞机向前飞行。
这种工作原理使得喷气发动机具有较高的推力和燃油效率,适用于长途飞行和大型客机。
而螺旋桨发动机则是通过转动螺旋桨产生推力。
它的工作原理是将发动机产生的动力转化为螺旋桨的旋转,从而推动飞机前进。
螺旋桨发动机分为活塞式发动机和涡轮螺旋桨发动机。
活塞式发动机通过活塞往复运动产生动力,适用于小型飞机和通用航空飞机;而涡轮螺旋桨发动机则采用涡轮增压器和螺旋桨传动系统,具有较高的功率和效率,适用于大型客机和军用飞机。
飞机引擎的工作原理涉及多个领域的知识,包括空气动力学、燃烧技术、机械工程等。
在实际飞行中,飞机引擎的工作原理直接影响到飞机的动力输出、燃油消耗、起飞性能和高空巡航能力。
因此,飞机制造商和航空公司对飞机引擎的研发和选型非常重视,希望能够提高飞机的性能和经济性。
总的来说,飞机引擎的工作原理是通过压缩空气、加燃料、燃烧混合气体、喷射高速气流或者转动螺旋桨产生推力,从而驱动飞机飞行。
不同类型的发动机有着各自独特的工作原理,但都是为了实现飞机的动力输出和推进。
飞机引擎的工作原理对于飞机的性能和安全具有重要意义,是航空工程领域的重要研究课题。
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各类飞机引擎原理飞机引擎飞机引擎飞机引擎的发动原理前言汽车在高速公路上定速行驶於平坦路面上所消耗的汽油,主要都是用来克服空气阻力。
在空中飞行的飞机同样承受阻力,因此飞机必须有「推进系统」,否则阻力将使飞机愈来愈慢终至坠毁。
飞机的推进系统常见的有「往复式内燃机」和「涡轮引擎」二类。
「往复式内燃机」是最传统的飞机动力源,莱特兄弟的第一架飞机就是采用四冲程的内燃机。
通常是使用螺旋桨把往复式内燃机的输出马力转变成推进力。
「涡轮引擎」可分为:「涡轮喷射」、「涡轮扇喷射」和「涡轮轴引擎」三大类。
往复式内燃机和汽车、机车使用者的原理相同,除了模型飞机之外,绝少使用二冲程引擎者。
四冲程引擎分为进气、压缩、爆炸、排气四个冲程,其原理在今日已成常识,不多说明。
「涡轮引擎」由前面吸入空气,经由压缩器增压之后,即将油与气混合并於燃烧室引燃。
燃烧后的高温排气流经涡轮产生转动的力量,此力量经过传动轴去驱动压缩器。
此时排气仍含有甚多热能,即经由喷嘴高速喷出,依反作用定律产生推力。
上述为「涡轮喷射引擎」。
扇式喷射是把压缩器或涡轮叶片延长成为类似较短的螺旋桨叶片。
压缩器叶片延长者叫作前扇式,涡轮叶片延长者叫作后扇式。
一般活塞式燃油引擎强劲的动力和雄浑的引擎声,简直魅力没法挡!与实物相同的机构和工作原理造成强劲转动的模型发动机(俗称模型引擎),它本身可以说是模型爱好者梦寐以求的东西。
事实上,翻开无线电遥控模型的历史,可知机动模型的出现要早过电动模型,强劲的动力打破了传统模型那种冷漠的面孔,为模型的发展注入新的生命力。
再者,燃油之消耗可由目测判断,它与电动模型不同,操纵者能正确估计模型之正确动作时间,燃油用完後只需加油,模型又能重新奔驰或飞翔。
总之,机动模型予人明快,爽朗的印象。
如上图所示:无线电遥控模型用的发动机与实物一样,既有2冲程发动机,也有4冲程发动机,甚至还有转子发动机和喷射发动机。
因为零件配换等问题,建议采用2冲程或4冲程的电热式发动机(glow engine),电热式发动机不需要复杂的电气机构,具有简单,轻量,易用等优点;而且又能提供强大的动力,所以成为机动模型的最佳动力源。
实际上,它的转速超过每分钟30,00转,如其排气量作公升换算,相当於输出200匹马力以上的动力,功率之强劲令人咋舌!其原因是由於采取电热(glow)方式,仅仅在起动时让电热塞通电以产生最初的爆发,此後使可截断电池的供电,利用自身之压缩产生连续爆发力旋转。
在现实生活中、渔船等场合所采用的发动机,其工作原理便与它相同。
利用压缩引起爆发的情况,我们在柴油发动机中也可以看到。
但两者其实是有一些不同的。
对柴油发动机来说,系利用压缩热引起燃油混合气本身的爆发,但对电热式发动机来说,最初系由电热塞引起爆发,此后则利用自身压缩所产生的热量,对混合气体进行点火和使之爆发。
发动机等级和排气量表示发动机级的数字,是以立方英寸为基础制定的。
这是在遥控模型发展早期,由美国模型界人士订定。
如10级:其为O.l0立方英寸。
发动机旋转原理以下筒单介绍使用率最高的2冲程引擎的动作顺序。
所谓2冲程,是指吸入一压缩—曝发一排气这一连串过程在活塞做上下运动这二个行程里面.起动所需要的物件1燃油2加热电热塞用电池3兼起燃油泵作用的挤压泵(既可用来向油箱往油:也可以在起动时向化油器滴油的客器)4导线(电热塞通电用导线)5电热塞扳手(用来拧紧电热塞及在轴上安装螺旋桨,离合器之用)燃油包含哪些成份?为配合电热式发动机的动作原理,选择合适的成份,调配而成为电热燃油。
它的主要成份甲醇扮演燃烧的主要角色。
它的发火点必须与电热塞的发热和压缩热相一致,并保证具有高的燃烧效率。
此外,它还包含作为润滑剂的油份和硝基甲烷等添加助剂。
硝基甲烷......3%-30%蓖麻油.......20%-30%甲醇.........50%-80%二、冲压喷气发动机:冲压喷气发动机的诞生早在1913年,法国工程师雷恩·洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计,并获得专利。
但当时没有相应的助推手段和相应材料,只停留在纸面上。
1928年,德国人保罗·施米特开始设计冲压式喷气发动机。
最初研制出的冲压发动机寿命短、振动大,根本无法在载人飞机上使用。
于是1934年时,施米特和G·马德林提出了以冲压发动机为动力的“飞行炸弹”,于1939年完成了原型。
后来这一设计就产生了纳粹德国的V-1巡航导弹。
此外纳粹德国还曾试图将冲压喷气发动机用在战斗机上。
1941年,特劳恩飞机实验所主任、物理学家欧根·森格尔博士在吕内堡野外进行了该类型发动机的试验,但最终未能产生具有实用意义的发动机型号。
二战后冲压发动机得到了极大的发展,为多种的无人机、导弹等采用。
冲压喷气发动机的原理冲压喷气发动机的核心在于“冲压”两字。
冲压发动机由进气道(也称扩压器)、燃烧室、推进喷管三部组成,比涡轮喷气发动机简单得多。
冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。
这一过程不需要高速旋转的复杂的压气机,是冲压喷气发动机最大的优势所在。
进气速度为3倍音速时,理论上可使空气压力提高37倍,效率很高。
高速气流经扩张减速,气压和温度升高后,进入燃烧室与燃油混合燃烧。
燃烧后温度为2000一2200℃,甚至更高,经膨胀加速,由喷口高速排出,产生推力。
因此,冲压发动机的推力与进气速度有关。
以3倍音速进气时,在地面产生的静推力可高达2OO千牛。
冲压喷气发动机目前分为亚音速、超音速、高超音速三类。
亚音速冲压发动机以航空煤油为燃料,采用扩散形进气道和收敛形喷管,飞行时增压比不超过1.89。
马赫数小于O.5时一般无法工作。
超音速冲压发动机采用超音速进气道,燃烧室入口为亚音速气流,采用收敛形或收敛扩散形喷管。
用航空煤油或烃类作为燃料。
推进速度为亚音速~6倍音速,用于超音速靶机和地对空导弹。
高超音速冲压发动机使用碳氢燃料或液氢燃料,是一种新颖的发动机,飞行马赫数高达5~16。
目前尚处于研制阶段。
前两类发动机统称为亚音速冲压发动机,最后一种称为超音速冲压发动机。
冲压喷气发动机原理图冲压喷气发动机与其他推进方式结合后,衍生了多种有特色的发动机,如火箭/冲压组合发动机、整体式火箭冲压发动机等。
下图为火箭/冲压组合发动机原理图:冲压喷气发动机的优缺点冲压发动机的优势在于构造简单、重量轻、体积小、推重比大、成本低。
简单的说就是一个带燃油喷嘴和和点火装置的筒子。
因此常用于无人机、靶机、导弹等低成本或一次性的飞行器。
同时由于推重比远大于其他类型的喷气发动机,非常适合驱动高超音速飞行器,如空天飞机、先进反舰导弹等。
但冲压发动机没有压气机,就不能在地面静止情况下启动,所以不适合作为普通飞机的动力装置。
通常的解决方法是增加一个助推器,使飞行器获得一定的飞行速度,然后再启动冲压发动机。
最常见的助推器为火箭发动机。
此外也可由其他飞行器挂载仅装有冲压发动机的飞行器,飞行到一定速度后,再将仅用冲压发动机的飞行器投放。
三、涡轮风扇喷气发动机涡轮风扇喷气发动机的诞生二战后,随着时间推移、技术更新,涡轮喷气发动机显得不足以满足新型飞机的动力需求。
尤其是二战后快速发展的亚音速民航飞机和大型运输机,飞行速度要求达到高亚音速即可,耗油量要小,因此发动机效率要很高。
涡轮喷气发动机的效率已经无法满足这种需求,使得上述机种的航程缩短。
因此一段时期内出现了较多的使用涡轮螺旋桨发动机的大型飞机。
实际上早在30年代起,带有外涵道的喷气发动机已经出现了一些粗糙的早期设计。
40和50年代,早期涡扇发动机开始了试验。
但由于对风扇叶片设计制造的要求非常高。
因此直到60年代,人们才得以制造出符合涡扇发动机要求的风扇叶片,从而揭开了涡扇发动机实用化的阶段。
50年代,美国的NACA(即美国航空航天管理局的前身)对涡扇发动机进行了非常重要的科研工作。
55到56年研究成果转由通用电气公司(GE)继续深入发展。
GE在1957年成功推出了CJ805-23型涡扇发动机,立即打破了超音速喷气发动机的大量纪录。
但最早的实用化的涡扇发动机则是普拉特·惠特尼(Pratt&Whitney)公司的JT3D涡扇发动机。
实际上普·惠公司启动涡扇研制项目要比GE晚,他们是在探听到GE在研制CJ805的机密后,匆忙加紧工作,抢先推出了了实用的JT3D。
7077 1960年,罗尔斯·罗伊斯公司的“康威”(Conway)涡扇发动机开始被波音70大型远程喷气客机采用,成为第一种被民航客机使用的涡扇发动机。
60年代洛克西德“三星”客机和波音747“珍宝”客机采用了罗·罗公司的RB211-22B大型涡扇发动机,标志着涡扇发动机的全面成熟。
此后涡轮喷气发动机迅速的被西方民用航空工业抛弃。
涡轮风扇喷气发动机的原理涡桨发动机的推力有限,同时影响飞机提高飞行速度。
因此必需提高喷气发动机的效率。
发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。
提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比,就可以提高热效率。
因为高温、高密度的气体包含的能量要大。
但是,在飞行速度不变的条件下,提高涡轮前温度,自然会使排气速度加大。
而流速快的气体在排出时动能损失大。
因此,片面的加大热功率,即加大涡轮前温度,会导致推进效率的下降。
要全面提高发动机效率,必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。
涡轮风扇发动机的妙处,就在于既提高涡轮前温度,又不增加排气速度。
涡扇发动机的结构,实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮,这些涡轮带动一定数量的风扇。
风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样,送进压气机(术语称“内涵道”),另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。
因此,涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。
这时,为提高热效率而提高涡轮前温度,可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径,使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道,从而避免大幅增加排气速度。
这样,热效率和推进效率取得了平衡,发动机的效率得到极大提高。
效率高就意味着油耗低,飞机航程变得更远。
加力式涡扇发动机不加力式涡扇发动机涡轮风扇喷气发动机的优缺点如前所述,涡扇发动机效率高,油耗低,飞机的航程就远。
但涡扇发动机技术复杂,尤其是如何将风扇吸入的气流正确的分配给外涵道和内涵道,是极大的技术难题。
因此只有少数国家能研制出涡轮风扇发动机,中国至今未有批量实用化的国产涡扇发动机。
涡扇发动机价格相对高昂,不适于要求价格低廉的航空器使用。
四、涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机的诞生二战以前,活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就,使得人类获得了挑战天空的能力。
但到了三十年代末,航空技术的发展使得这一组合达到了极限。
螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候,桨尖部分实际上已接近了音速,跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降,推力不增反减。