涡轮喷气发动机

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涡轮风扇喷气发动机的原理

涡轮风扇喷气发动机的原理

涡轮风扇喷气发动机的原理涡轮风扇喷气发动机是一种高效能、高速度的发动机,广泛应用于民航和军航领域。

本文将介绍涡轮风扇喷气发动机的原理。

喷气发动机的分类喷气发动机可以分为涡轮风扇喷气发动机和喷气式发动机两种。

喷气式发动机是利用喷射高速气流来产生推力的,而涡轮风扇喷气发动机除了采用动床喷射高速气流外,还利用高压气流驱动低压气流产生推力。

涡轮风扇喷气发动机相对于喷气式发动机在推力和效率方面都有更好的表现。

下文将着重介绍涡轮风扇喷气发动机的原理。

涡轮风扇喷气发动机的构成涡轮风扇喷气发动机重要组成部分如下:•空气进气口•压气机•燃烧室•涡轮•风扇•推力结构涡轮风扇喷气发动机的工作过程空气先经过进气口进入压气机,由于叶片的旋转,空气被压缩,并将其温度升高。

高温高压空气进入燃烧室中,与燃料混合燃烧,释放热能。

燃烧产生的高温气体进入高速旋转的涡轮中,驱动涡轮旋转,这使得进出口叶轮之间产生剪切力。

涡轮带动高压气体进一步被压缩,然后被喷入喷射口推出去,产生推力。

涡轮风扇喷气发动机的燃烧室中的气流把推力产生的热能和动能转移给整个喷气发动机。

在涡轮风扇喷气发动机中,燃烧产生的高温气体只为涡轮提供动力,不为风扇提供动力,这是涡轮风扇喷气发动机与喷气式发动机的区别。

涡轮风扇喷气发动机的优点涡轮风扇喷气发动机相对于其他发动机的优点是:•高效:发动机将空气压缩到比外部环境高得多的压力来产生推力,这增加了发动机的推力,也增加了燃油的燃烧效率。

•高推力:与其他类型的发动机相比,涡轮风扇喷气发动机具备更高的推力,可以产生更高的速度。

•低噪音:涡轮风扇发动机使用比较大的风扇,可以减少喷气的速度,从而减少发动机产生的噪声•更加清洁:涡轮风扇喷气发动机拥有更高的燃油效率,可以更好地保护环境结束语涡轮风扇喷气发动机是现代航空技术中的重要组成部分,其高效率、高推力、低噪音和更加清洁的优点,让它在民航和军航领域广泛应用。

了解涡轮风扇喷气发动机的原理,有利于我们更好地理解飞机的工作原理和飞行过程。

涡轮喷气发动机的主要组成部分及其各部分的作用

涡轮喷气发动机的主要组成部分及其各部分的作用

涡轮喷气发动机的主要组成部分及其各部分的作用
涡轮喷气发动机是一种内燃机,由多个组件组成,其中最重要的部分是涡轮、燃烧室、喷射口和压缩机组成。

以下是涡轮喷气发动机的主要组成部分及其各部分的作用:
涡轮:涡轮是涡轮喷气发动机中最重要的部分,主要用来将燃烧产生的热量转化为机械能量,从而驱动飞机前进。

燃烧室:燃烧室负责将航空燃料和空气混合,形成可燃气体,再把气体燃烧,释放出大量的热量,为涡轮提供动力源。

喷射口:喷射口的作用是调整涡轮发动机的转速,并且可以降低排气的噪声。

压缩机:压缩机主要用于将起动器的气体压缩,然后把压缩的气体送到燃烧室。

以上就是涡轮喷气发动机的主要组成部分及其各部分的作用。

涡轮喷气发动机在当今航空航天领域是重要的发动机,它能够提供飞机平稳、安全的飞行,为人类探索宇宙提供了极大的帮助。

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喷气式涡轮发动机原理

喷气式涡轮发动机原理

喷气式涡轮发动机原理小伙伴们!今天咱们来唠唠喷气式涡轮发动机这个超酷的玩意儿。

你看那些大飞机在天空中呼啸而过,背后可全是喷气式涡轮发动机的功劳呢。

咱先从最基本的说起哈。

喷气式涡轮发动机就像是一个超级大力士,它的任务就是产生巨大的推力,把飞机往前推,这样飞机就能在天空中飞起来啦。

那它是怎么做到的呢?这得从发动机的内部构造说起。

想象一下,发动机就像一个大圆筒,里面有好多复杂又神奇的部件。

在发动机的最前端,有一个大大的进气道,就像一个大嘴巴,张得大大的,把外面的空气使劲儿地往里面吸。

这空气可重要啦,它是整个发动机工作的关键原料呢。

空气被吸进来之后呢,就来到了压气机这个地方。

压气机就像一群超级小风扇,不过这些小风扇可不像咱们平时用的那种慢悠悠的风扇哦。

它们转得超级快,呼呼作响,把进来的空气拼命地压缩。

你可以把空气想象成一群调皮的小气球,本来它们松松散散的,被压气机这么一压,就变得紧紧的,体积变小了,压力却变得很大很大。

这时候的空气就像是一群被憋足了劲儿的小战士,准备在后面的环节大显身手。

被压缩后的空气就来到了燃烧室。

哇哦,这里可就是热闹的大战场啦。

在燃烧室里,会喷入燃油,就像给这些憋足了劲儿的小战士们加上了燃料。

然后呢,点个火,轰的一下,就燃烧起来啦。

这一燃烧可不得了,空气的温度一下子就变得超级高,就像一群被点燃了激情的小火球。

而且呢,这个时候空气的体积又开始膨胀,就像那些小火球想要找个地方释放自己的能量。

接着,这些高温高压的气体就冲向了涡轮。

涡轮就像是一个大转盘,被高温高压的气体冲击着,就开始呼呼地转起来。

这涡轮一转起来,就带动了前面的压气机一起转。

你看,这就像是一个循环,压气机压缩空气,空气在燃烧室燃烧后推动涡轮,涡轮又带动压气机,大家就这么齐心协力地工作着。

最后呢,从涡轮出来的高温高压气体就从发动机的尾喷管喷出去了。

这就像是火箭发射一样,这些气体以极高的速度向后喷射出去。

根据牛顿第三定律,作用力与反作用力,气体向后喷,就会给发动机一个向前的推力。

涡轮喷气发动机的组成及功用

涡轮喷气发动机的组成及功用

涡轮喷气发动机的组成及功用一、涡轮喷气发动机的组成涡轮喷气发动机可是个超酷的家伙呢!它主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管这几个部分组成哦。

进气道就像是发动机的嘴巴,负责把外面的空气大口大口地吸进来。

它的形状和设计可都是有讲究的,要确保能让空气顺畅地进入发动机内部。

压气机就像是一个超级大力士,把进气道吸进来的空气使劲压缩。

这一压缩呀,空气的压力和密度就大大提高啦,就好像把松散的棉花团变成了紧实的棉花块一样。

燃烧室就像是一个火热的小宇宙。

经过压缩的空气来到这里,和燃料混合后就开始熊熊燃烧起来。

那场面,就像一场超级热烈的篝火晚会,在这个过程中释放出巨大的能量。

涡轮呢,它可是靠着燃烧室产生的高温高压燃气来推动自己转动的。

它一转起来呀,就像一个高速旋转的小陀螺,带动压气机一起工作,形成一个循环。

尾喷管就像是发动机的小尾巴啦。

经过涡轮后的燃气从这里高速喷出,产生强大的反作用力,推动飞机向前飞行呢。

二、涡轮喷气发动机的功用涡轮喷气发动机的功用那可真是了不起。

它可是飞机能够在天空中翱翔的关键动力来源。

有了涡轮喷气发动机,飞机才能飞得又快又高。

它能产生巨大的推力,让飞机轻松突破音障,就像一道闪电划过天空。

像那些大型客机,靠着涡轮喷气发动机,可以载着成百上千的乘客在全球各地穿梭。

在军事方面,涡轮喷气发动机更是战斗机的强大心脏。

战斗机靠着它的强劲动力,可以做出各种高难度的机动动作,像在空中翻跟头、快速俯冲上升之类的。

而且在作战的时候,涡轮喷气发动机能够让战斗机迅速到达指定空域,在空战中占据优势。

在航空航天探索领域,涡轮喷气发动机也是功不可没。

它为一些特殊的飞行器提供动力,帮助人类不断探索更高的天空,向宇宙进发。

它就像是一个默默奉献的小助手,推动着航空航天事业不断向前发展。

介绍各类型飞机发动机

介绍各类型飞机发动机

介绍各类型飞机发动机各类型飞机发动机的介绍一、涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是目前商用飞机上最常见的一种发动机类型。

它采用压气机和涡轮来产生推力。

压气机将大量空气压缩,然后将其注入燃烧室,与燃料混合并燃烧,产生高温高压的气体。

这些气体通过涡轮推动涡轮喷气发动机的压气机,产生推力。

涡轮喷气发动机具有推力大、燃油效率高、速度快等特点,适用于大型商用飞机。

二、涡扇发动机涡扇发动机是一种改进型的涡轮喷气发动机。

它在压气机后面增加了一个多级涡扇,使得发动机的推力更大。

涡扇发动机在提供主要推力的同时,还通过涡轮推动额外的空气流过涡扇,起到降低噪音和提高燃油效率的作用。

涡扇发动机广泛应用于中型和大型商用飞机,具有推力大、燃油效率高、噪音低的特点。

三、活塞发动机活塞发动机又称为内燃机发动机,是一种利用气缸和活塞运动产生动力的发动机。

它使用汽油或柴油作为燃料,经过压缩和点火后,燃料燃烧产生高温高压气体,推动活塞运动,从而产生动力。

活塞发动机广泛应用于小型飞机和私人飞机,具有结构简单、维护方便、成本低等特点。

四、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮喷气发动机的推力转化为旋转动力的发动机。

它在涡轮喷气发动机的尾部安装了一个螺旋桨装置,通过涡轮推动螺旋桨旋转,产生推力。

涡轮螺旋桨发动机具有推力大、燃油效率高、起飞和降落距离短等特点,适用于小型和中型飞机。

五、火箭发动机火箭发动机是一种利用排气喷出高速气体产生推力的发动机。

它不依赖于周围空气,通过燃烧推进剂产生的高温高压气体喷出,从而产生巨大的推力。

火箭发动机广泛应用于航天器和导弹等领域,具有推力大、速度快、适应性强等特点。

六、涡轮电动发动机涡轮电动发动机是一种将涡轮喷气发动机与电动机结合的发动机。

它通过涡轮推动发电机产生电能,并驱动电动机产生推力。

涡轮电动发动机具有燃油效率高、环保节能的特点,适用于小型和中型飞机。

以上是各类型飞机发动机的简要介绍。

不同类型的发动机在结构和工作原理上有所差异,但都能为飞机提供动力,使其能够安全、稳定地飞行。

涡轮喷气发动机的工作原理

涡轮喷气发动机的工作原理

涡轮喷气发动机的工作原理涡轮喷气发动机(Turbofan)工作原理:1、涡轮喷气发动机由一个压缩机和两个涡轮组成,压缩机用于将引气进行压缩,涡轮则分别负责把压缩后的空气和燃料混合后燃烧,并将热量转化成动胡。

2、进气口涡轮的叶片将空气从压缩机中导入,称为“冷空气”。

在叶片的内侧,有一个称为“燃烧室”的空间,其中混合了空气与燃料,然后点燃后进行燃烧,形成“燃烧气体”。

3、有一种技术称为“绕流技术”,它可以把冷空气中的一部分通过外部灵活风叶把引擎外壁流向推力叶片,而另一部分空气被送入燃烧室中。

使得一部分空气先进入推力体,再经过燃烧室燃烧,将两部分空气的能量结合起来,产生更大的动力。

4、推力叶片将排出的热空气推向后方。

推力壁的第二部分流向尾部的排气口,形成一个流场,从而能够将飞机向前推进。

5、排气口周围有叶片,这些叶片把热空气折射一定角度,形成一个轴流发动机,其特点是动力比特超大。

6、另外,还有一部分叶片被称为“转子”,它可以使空气推力环流,从而形成真空室,起到节流的作用,把动能变为动力来推动飞机的前进。

涡轮喷气发动机的结构:1、压缩机:它由金属叶片组成,它能够将大量的空气压缩,并把空气导进燃烧室。

2、燃烧室:燃烧室内部将空气与燃料混合,并进行燃烧。

3、推力叶片:它负责将热空气推力向後方,把动能变为动力来推进飞机。

4、转子:它负责把空气涡流节流,以形成真空室,并从而提供推力。

5、尾部排气口:它将热空气推向后方,形成一个流场,来实现飞机的前进。

涡轮喷气发动机的优点:1、燃料经济性高:涡轮喷气发动机经额外的空气绕流技术,可以使发动机的动力更大,提高飞机的燃料经济性。

2、更安静、更省油:与其他类型的发动机相比,涡轮喷气发动机排放的噪音更小,且耗油更低。

3、操作简单:发动机的抗失效性更强,可以更方便的进行操作,使用成本更低。

4、更高效:发动机的效率更高,能耗更低,可以大大降低重量,提高飞行效率。

5、更安全:涡轮喷气发动机有更强的可靠性,能够有效避免事故发生。

喷射涡轮发动机原理与结构

喷射涡轮发动机原理与结构

喷射涡轮发动机原理与结构
喷射涡轮发动机,也称为涡轮喷气发动机,主要由压气机、燃烧系统、透平及喷管组成。

其工作原理如下:
压气机首先将外部的空气吸入并压缩,压缩后的空气温度和压力均升高,然后进入燃烧系统。

在燃烧系统中,燃料与压缩后的空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气。

接着,这些燃气进入透平部分。

透平是一个将热能转换为机械能的装置,它由一系列的转子叶片组成。

透平中的转子叶片受到燃气的作用而旋转,将燃气中的热能转化为转子的动能。

最后,转子叶片通过轴将动能传递给喷管。

喷管是一个收敛管道,可以将燃气加速并转化为高速气流。

这些高速气流从喷管中喷出,产生反作用力,推动发动机向前进。

喷射涡轮发动机的结构包括以下几个部分:
1. 压气机:压气机是发动机中最重要的部分之一,它负责吸入和压缩空气。

在压气机中,空气被压缩并提高压力,以便在燃烧室中更好地燃烧。

2. 燃烧室:燃烧室是发动机中用于燃烧燃料和压缩空气的部分。

燃料和空气在燃烧室中混合并燃烧,产生高温高压的燃气。

3. 涡轮机:涡轮机是发动机中的另一重要部分,它负责将热能转换为机械能。

涡轮机中的转子叶片受到燃气的作用而旋转,从而驱动轴转动并产生推力。

4. 喷管:喷管是发动机的最后一部分,它负责将燃气加速并排出。

喷管内的燃气通过加速和膨胀产生推力,推动飞机前进。

喷射涡轮发动机的结构和工作原理比较复杂,需要精细的设计和制造,以确保其正常工作和可靠性。

涡轮喷气发动机的推力产生原理

涡轮喷气发动机的推力产生原理

涡轮喷气发动机的推力产生原理涡轮喷气发动机的推力产生原理是基于牛顿第三定律——作用力与反作用力相等反向。

具体来说,涡轮喷气发动机通过燃烧燃料使得高温高压的气体产生,并通过喷嘴喷出,气体的喷出形成了一个快速的喷气流,同时也产生了一种反向的推力。

涡轮喷气发动机包括了压气机、燃烧室、涡轮和喷管等组成部分。

当空气通过压气机进入燃烧室时,燃料被喷入并与空气混合并燃烧,产生高温高压的燃烧气体。

这些气体通过喷嘴喷出,同时也作用在喷嘴上产生一个反向的推力。

在涡轮的部分,燃烧气体的推力作用在涡轮上,使其快速旋转。

涡轮与压气机共用同一轴线,因此旋转的涡轮带动了压气机的转动,使其能够提供更多的气体进入燃烧室,从而形成正反馈的循环,增加了喷气流的推力。

最后,在喷管部分,喷嘴所喷出的高速喷气流会与周围的空气发生相互作用,并产生一个反向的推力,进而将喷气发动机向前推动。

总结起来,涡轮喷气发动机的推力产生可以归结为燃烧气体的推力作用在涡轮上,推动压气机旋转,进而使燃烧室中产生更多的推力气体,并通过喷嘴喷出形成高速喷气流,从而产生一个反向的推力。

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涡轮喷气发动机综述涡轮喷气发动机应用喷气推进避免了火箭和冲压喷气发动机固有的弱点。

因为采用了涡轮驱动的压气机,所以在低速时发动机也有足够的压力来产生强大的推力。

涡轮喷气发动机按照“工作循环”工作。

它从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。

在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”。

涡轮发动机的机械布局比较简单,因为它只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或者若干个燃烧室。

然而,并非这种发动机的所有方面都具有这种简单性,因为热力和气动力问题是比较复杂的。

这些问题是由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流、以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成的。

发动机的推进效率在很大程度上取决于它的飞行速度。

当飞机速度低于大约450英里/小时(724公里/小时)时,纯喷气发动机的效率低于螺旋桨型发动机的效率,由于螺旋桨的高叶尖速度造成的气流扰动,在350英里/小时(563公里/小时)以上时螺旋桨效率迅速降低。

因而,纯涡轮喷气发动机最适合较高的飞行速度。

这些特性使得一些中等速度飞行的飞机不用纯涡轮喷气装置而采用螺旋桨和燃气涡轮发动机的组合-- 涡轮螺旋桨式发动机。

推进效率在(M<0.6)速度下涡轮螺旋桨发动机效率最高。

而当速度提高到(0.6M-0.9M)的高于音速时,螺旋桨/涡轮组合的优越性在一定程度上被内外涵发动机、涵道风扇发动机和桨扇发动机所取代。

这些发动机的排气比纯喷气的涡轮喷气发动机的排气流量大而喷气速度低,因而,其推进效率与涡轮螺旋桨发动机相当,超过了纯喷气发动机的推进效率。

在亚音速(M<1.0)条件下,涡轮喷气发动机的推进效率最低。

当飞机飞行速度超过音速后(M>1.0),涡扇发动机由于迎风面积过大从而推进效率开始降低;与此相反,涡轮喷气发动机的推进效率则迅速提升,即使在 2.5-3.0马赫范围下,涡轮喷气发动机的推进效率仍然可以达到 90%,正因为如此,与三代机普遍使用的涵道比为0.5-0.8的中等涵道比涡扇发动机相比,F-22使用的F-119涡扇发动机把涵道比降回到0.29,为的就是能够实现(1.4M)的超音速巡航。

每种发动机都有它们最佳使用的飞行包线-(由速度x/高度y构成的xy坐标系),并不是说涡扇发动机一定比涡喷发动机省油,在超音速时,同样开加力燃烧室的涡扇发动机比涡喷发动机耗油率还高。

可调进气道涡轮冲压喷气发动机将涡轮喷气发动机(它常用于马赫数低于3的各种速度)与冲压喷气发动机结合起来,在高马赫数时具有良好的性能。

这种发动机的周围是一涵道,前部具有可调进气道,后部是带可调喷口的加力喷管。

起飞和加速、以及马赫数3以下的飞行状态下,发动机用常规的涡轮喷气式发动机的工作方式;当飞机加速到马赫数3以上时,其涡轮喷气机构被关闭,气道空气借助于导向叶片绕过压气机,直接流入加力喷管,此时该加力喷管成为冲压喷气发动机的燃烧室。

这种发动机适合要求高速飞行并且维持高马赫数巡航状态的飞机,在这些状态下,该发动机是以冲压喷气发动机方式工作的。

涡轮火箭发动机涡轮/火箭发动机与涡轮/冲压喷气发动机的结构相似,一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。

这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机,而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。

因为燃气温度可高达3500度,在燃气进入涡轮前,需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。

然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释,残余的燃油在常规加力系统中燃烧。

虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻,但是,其油耗更高。

这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。

这些飞机要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。

[1]发展历史战争需要在第二次世界大战以前,所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力,这种发动机本身并不能产生向前的动力,而是需要驱动一副螺旋桨,使螺旋桨在空气中旋转,以此推动飞机前进。

这种活塞式发动机+螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式,很少有人提出过质疑。

到了三十年代末,尤其是在二战中,由于战争的需要,飞机的性能得到了迅猛的发展,飞行速度达到700-800公里每小时,高度达到了10000米以上,但人们突然发现,螺旋桨飞机似乎达到了极限,尽管工程师们将发动机的功率越提越高,从1000千瓦,到2000千瓦甚至3000千瓦,但飞机的速度仍没有明显的提高,发动机明显感到“有劲使不上”。

关键问题问题就出在螺旋桨上,当飞机的速度达到800公里每小时,由于螺旋桨始终在高速旋转,桨尖部分实际上已接近了音速,这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降,推力下降,同时,由于螺旋桨的迎风面积较大,带来的阻力也较大,而且,随着飞行高度的上升,大气变稀薄,活塞式发动机的功率也会急剧下降。

这几个因素合在一起,决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式已经走到了尽头,要想进一步提高飞行性能,必须采用全新的推进模式,喷气发动机应运而生喷气推进的原理大家并不陌生,根据牛顿第三定律,作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。

喷气发动机在工作时,从前端吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,在此过程中,发动机向气体施加力,使之向后加速,气体也给发动机一个反作用力,推动飞机前进。

事实上,这一原理很早就被应用于实践中,我们玩过的爆竹,就是依靠尾部喷出火药气体的反作用力飞上天空的。

突破早在1913年,法国工程师雷恩.洛兰就获得了一项喷气发动机的专利。

这是一种冲压式喷气发动机,在当时的低速下根本无法工作,而且也缺乏所需的高温耐热材料。

1930年,弗兰克.惠特尔取得了他使用燃气涡轮发动机的第一个专利,但直到11年后,他的发动机在完成其首次飞行,惠特尔的这种发动机形成了现代涡轮喷气发动机的基础。

进步随着航空燃气涡轮技术的进步,人们在涡轮喷气发动机的基础上,又发展了多种喷气发动机,如根据增压技术的不同,有冲压发动机和脉动发动机;根据能量输出的不同,有涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺桨风扇发动机等。

喷气发动机尽管在低速时油耗要大于活塞式发动机,但其优异的高速性能使其迅速取代了后者,成为航空发动机的主流。

工作原理现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。

涡轮喷气发动机仍属于热机的一种,就必须遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。

因此,从产生输出能量的原理上讲,喷气式发动机和活塞式发动机是相同的,都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段,不同的是,在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的,但在喷气发动机中则是连续进行的,气体依次流经喷气发动机的各个部分,就对应着活塞式发动机的四个工作位置。

空气首先进入的是发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而压气机适应的来流速度是有一定的范围的,因而进气道的功能就是通过可调管道,将来流调整为合适的速度。

在超音速飞行时,在进气道前和进气道内气流速度减至亚音速,此时气流的滞止可使压力升高十几倍甚至几十倍,大大超过压气机中的压力提高倍数,因而产生了单靠速度冲压,不需压气机的冲压喷气发动机。

进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的,空气流过压气机时,压气机工作叶片对气流做功,使气流的压力,温度升高。

在亚音速时,压气机是气流增压的主要部件。

从燃烧室流出的高温高压燃气,流过同压气机装在同一条轴上的涡轮。

燃气的部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,带动压气机旋转,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。

经过燃烧后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀比远小于压气机中的压缩比,涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多,发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。

从涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。

这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。

一般来讲,当气流从燃烧室出来时的温度越高,输入的能量就越大,发动机的推力也就越大。

但是,由于涡轮材料等的限制,目前只能达到1650K左右,现代战斗机有时需要短时间增加推力,就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,由于加力燃烧室内无旋转部件,温度可达2000K,可使发动机的推力增加至1.5倍左右。

其缺点就是油耗急剧加大,同时过高的温度也影响发动机的寿命,因此发动机开加力一般是有时限的,低空不过十几秒,多用于起飞或战斗时,在高空则可开较长的时间。

结构进气道轴流式涡喷发动机的主要结构如图,空气首先进入进气道,因为飞机飞行的状态是变化的,进气道需要保证空气最后能顺利的进入下一结构:压气机(compressor,或压缩机)。

进气道的主要作用就是将空气在进入压气机之前调整到发动机能正常运转的状态。

在超音速飞行时,机头与进气道口都会产生激波(shockwave,又称震波),空气经过激波压力会升高,因此进气道能起到一定的预压缩作用,但是激波位置不适当将造成局部压力的不均匀,甚至有可能损坏压气机。

所以一般超音速飞机的进气道口都有一个激波调节锥,根据空速的情况调节激波的位置。

两侧进气或机腹进气的飞机由于进气道紧贴机身,会受到机身附面层(boundary layer,或边界层)的影响,还会附带一个附面层调节装置。

所谓附面层是指紧贴机身表面流动的一层空气,其流速远低于周围空气,但其静压比周围高,形成压力梯度。

因为其能量低,不适于进入发动机而需要排除。

当飞机有一定迎角(angle of attack,AOA,或称攻角)时由于压力梯度的变化,在压力梯度加大的部分(如背风面)将发生附面层分离的现象,即本来紧贴机身的附面层在某一点突然脱离,形成湍流。

湍流是相对层流来说的,简单说就是运动不规则的流体,严格的说所有的流动都是湍流。

湍流的发生机理、过程的模型化现在都不太清楚。

但是不是说湍流不好,在发动机中很多地方例如在燃烧过程就要充分利用湍流。

压气机压气机由定子(stator)页片与转子(rotor)页片交错组成,一对定子页片与转子页片称为一级,定子固定在发动机框架上,转子由转子轴与涡轮相连。

现役涡喷发动机一般为8-12级压气机。

级数越多越往后压力越大,当战斗机突然做高g机动时,流入压气机前级的空气压力骤降,而后级压力很高,此时会出现后级高压空气反向膨胀,发动机工作极不稳定的状况,工程上称为“喘振”,这是发动机最致命的事故,很有可能造成停车甚至结构毁坏。

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