航空發動機動圖原理,一個字爽!

航空發動機的發展經歷了活塞式發動機,噴氣時代的活塞式發動機,燃氣渦輪發動機,渦噴/渦扇發動機,渦槳/渦軸發動機的時代,本文主要用動態圖向大家展示航空發動機的工作原理。

星型活塞式發動機(多見於老式飛機,如:B-36,運-5等):

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星型活塞式發動機原理和汽車發動機一樣,通過燃油在氣缸爆炸燃燒推動活塞做功,只不過氣缸的排布是呈星型的。汽車上的活塞發動機一般呈V型或W型排列。活塞式航空發動機效率低,噪音大,油耗高,現已基本被淘汰。

渦輪噴氣式發動機(殲-7,米格-25等)

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渦輪噴氣發動機是一種渦輪發動機。依靠燃氣流產生推力。通常用作高速飛機的動力,但油耗比渦輪風扇發動機高。著名的米格-25,SR-71黑鳥偵察機,都是安裝的渦噴發動機,其最大速度能突破3馬赫。由於油耗較高,正逐漸被渦扇發動機替代。

渦輪螺旋槳發動機(運-8,C-130,A-400M等)

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渦槳發動機的本質類似於渦噴發動機(turbojet)接上一個減速器(speed reducer),並帶動外部的螺旋槳(propeller)。渦輪螺旋槳發動機以螺旋槳產生的拉力(推力)為主,噴氣所產生的的推力很小,只佔螺旋槳的九分之一左右。渦槳發動機的優點是低速效率高, 適用於運輸機,海上巡邏機等。由於螺旋槳旋轉面積大,高速飛行時會產生很大阻力,所以渦槳發動機不適合高速飛行。

渦輪風扇發動機(渦扇-10,AL-31F,F-135等,CMF56)

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渦扇發動機由渦輪噴氣發動機發展而成。與渦噴發動機比較,渦扇發動機主要特點是首級壓縮機的面積大很多。目前大多數先進飛機都使用的是渦扇發動機。渦扇發動機相當於是渦槳和渦噴發動機性能折中的產物,適合400-1000公里時速下飛行。

優點:推力大、推進效率高、噪音低、燃油消耗率低,飛機航程遠。

缺點:風扇直徑大,迎風面積大,因而阻力大,發動機結構複雜,設計難度大。

槳扇發動機(GE-36)

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槳扇發動機既可看作帶先進高速螺旋槳的渦輪螺旋槳發動機,又可看作除去外涵道的超高涵道比渦輪風扇發動機,結合了渦輪螺旋槳發動機耗油率低和渦輪風扇發動機飛行速度高的優點。實驗中的GE36,表現出了非常低的燃料消耗,但同樣還是因為噪音大的問題,它沒有被使用在任何飛機上。

渦輪軸發動機(多見於直升機)

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多用於直升機,最大平飛速度小於350公里。

衝壓噴氣式發動機(超音速飛機,洲際導彈,超音速靶機等)

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衝壓發動機是一種構造非常簡單、可以發出很大推力、適用於高空高速飛行的空氣噴氣發動機。衝壓發動機的工作時,高速氣流迎面向發動機吹來,在進氣道內擴張減速,氣壓和溫度升高後進入燃燒室與燃油混合燃燒,將溫度提高到2000一2200℃甚至更高,高溫燃氣隨後經推進噴管膨脹加速,由噴口高速排出而產生推力。

衝壓發動機是一種新型的、用於高速飛行的、尖端航空科學技術。它正在日新月異的迅速發展。在這個領域內,有著廣泛的複雜問題需要研究解決。


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