噴氣發動機為什麼噴氣越多效率越大?

婁本帥

你這個題目有問題啊老鐵,其他條件不變,噴氣越多當然效率越大啊。一般說發動機效率是指發動機利用燃料熱能的有效程度。發動機工作時燃料所含能量只有一部分轉變為推進功,其餘部分以熱能或動能形式損失掉。

我猜你是想問為什麼噴氣發動機需要增大噴氣量,而不是增大噴氣速度吧。


單位時間內產生的推力F=mv/t,功率P=E動能/t時間=0.5mv^2/t。消耗燃料的輸出功率提供多少推力的比值,就是F/P=2/v。如果輸出功率不變,那就是噴氣速度越慢推力越大。那麼動量改變量是mv,速度慢了,則需要m質量增加,也就是增加排氣量。

這是噴氣發動機,和火箭發動機不一樣。噴氣發動機噴的是空氣,所以要做到燃燒盡可能少的燃料,獲得更多的推力。而火箭發動機的燃料沒得空氣噴,只能噴自己,所以質量就有限制了,這才需要加快噴氣速度才能獲得更多的衝量。

例如,噴氣發動機的比衝可以達到4000,而火箭發動機一般在350左右。也就是說燃燒同等的燃料,噴氣式發動機獲得的動量改變量是火箭發動機的十倍以上。這都得益於噴氣式發動機可以利用空氣。


蛋科夫斯基

本人沒有專門學習過有關噴氣發動機方面的知識,僅猜測一點關於噴氣發動機的效率問題(“效率越大”應該不是指:功率越大)。噴氣發動機保證效率最高存在一個規律:在無空氣的飛行環境(真空環境)裡,噴氣發動機的燃料和氧化劑自帶,噴氣發動機所推動的飛行器的飛行速度越快,噴氣發動機的效率越高。如果飛行器在有空氣的空間飛行,燃燒所需氧化劑來自周圍空氣中的氧氣,同一臺利用噴氣發動機提供動力的飛行器,它的噴氣發動機效率要達到最佳的話,應該有一個最佳飛行速度。如果飛行速度太慢,則會降低發動機的效率。(不飛行,噴氣發動機工作,它的運行效率為零)。如果飛行速度太快,克服空氣產生的阻力所消耗的燃料會增多,發動機效率也會下降。


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