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请详解飞机发动机原理和工作过程。

发布时间:2019-10-03 20:26 来源:未知 编辑:admin

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  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NASA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。

  1960年,罗尔斯·罗伊斯公司的“康威”(Conway)涡扇发动机开始被波音707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。

  波音707的军用型号之一,KC-135加油机。不加力式涡扇发动机实际上较为容易辨认,其外部有一直径很大的风扇外壳。

  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。

  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。

  展开全部没见过猪跑总吃过猪肉吧!就没好好想过你一个“飞机发动机”包进来多少种类的发动机吗?

  普通的螺旋桨发动机、涡桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、冲压发动机,这都可以认为是飞机发动机。这还只是主流的,其他的就不说了。

  以上这些,百度百科里都有介绍,就看你肯不肯学。饭喂到了嘴边,你再不嚼,我也没办法。

  展开全部现在使用的发动机主要是涡轮风扇发动机,民用和军用的原理和构造都基本相同。只是军用发动机主要要求推力要大,推重比要高;民用的主要是追求低耗油率和高安全性。

  涡轮风扇发动机简称涡扇,它的最核心部件是核心机,它由压气机,燃烧室,和驱动压气机的燃气涡轮组成。

  空气在压气机中被压缩后,在燃烧室中与喷入的燃油混合燃烧,生成高温高压的燃气驱动燃气涡轮做告诉旋转,将燃气的部分能量转变为涡。涡轮带动压气机不断吸气并压缩,使核心机连续工作。从燃气涡轮排出的燃气仍具有很高的压力和温度,在喷管中经膨胀释放出能量用于推动飞机前进。

  核心机出口的燃气如果再驱动一组风扇做功,由风扇排出的空气和喷管排出的燃气一起推动飞机前进,这样的就是涡扇发动机。

  这种发动机的气流通过两个通道流过发动机,有核心机组成的称为内涵道,围绕核心机的是外涵道。流经外涵和内涵的空气流量之比称为涵道比。

  高涵道比的涡扇发动机,油耗小,噪声低,推力强劲,主要用在大型民航客机,比如:波音,空客。但这种发动机迎风面积大,不适合在超音速飞机上使用。

  军用飞机特别是战斗机多采用小涵道比,带加力燃烧室的涡轮风扇发动机,在亚音速飞行状态时,不使用加力燃烧室,耗油率和排气温度都比较低,因而红外辐射比较小,不易被红外探测装置发现;超音速飞行时要使用加力燃烧室,能够提供强大的推力,保证飞机做高速飞行。

  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。

  1、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。

  2、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。

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