飛機發動機反推技術有幾種,是什麼時候開始應用的?

反推力裝置(又稱反推器)是現代客機必備的設備。顧名思義,它是產生與飛機飛行方向相反推力的設備,其作用與發動機正常工作時的作用正好相反。

發動機工作時,大量的氣體(高溫燃氣或空氣)以高速度向後噴出,產生與飛機飛行方向一致的推力,推動飛機克服空氣給他的阻力而向前飛行。反推力裝置則是將噴出的發動機氣體折向發動機前方,使氣體向發動機前方噴出,產生與飛機飛行方向相反的力,即反推力。螺旋槳飛機上稱為反槳,噴氣式飛機上稱為反推。

螺旋槳反槳是建立在變距螺旋槳的基礎上的,飛機觸地後,槳距變為負距,螺旋槳相同旋轉方向下,氣流改為向前噴射,能夠顯著縮短著陸滑跑距離。全世界第一架配備變距螺旋槳的飛機是1933年首飛的波音247D,引擎為普惠R-1340。時至今日,大部分螺旋槳飛機都有配備反槳裝置,甚至包括塞斯納208等單引擎螺旋槳飛機都有裝備。

噴氣式飛機則是通過加裝反推裝置來實現逆吹氣流。

反推裝置目前主流的有三種:折流板式、蚌殼式以及冷流式。

飛機發動機反推技術有幾種,是什麼時候開始應用的?

蚌殼式起源最早,效率最高(內外涵氣流統統都能推回去),大量應用於低涵道比引擎,民機如波音707、VC-10。蚌殼式的原理非常粗暴,發動機中後部兩塊擋板一合,發動機氣流從發動機兩側新開的噴口處向前噴出。如今成熟的擋板式專利於1968年確認,最早的想法和實踐則早在1945年。對於渦噴發動機,蚌殼式是較好的選擇。

飛機發動機反推技術有幾種,是什麼時候開始應用的?

折流板式隨渦扇發動機一起出道,結構簡單。折流板式主要用於低涵引擎,高涵引擎也偶然有見,如伊爾76、波音737-200、麥道80系列、運20等,其作動方式為,發動機尾噴口處的兩塊護板向後打開併合在一起,發動機產生的所有氣流在此改為向前噴射。目前,折流板式仍有利用,主要見於尾吊佈局的飛機。

飛機發動機反推技術有幾種,是什麼時候開始應用的?

最後一種則是如今我們最經常會遇到的冷流式反推。冷流式反推隨著高涵發動機一同出現。由於高涵發動機3/4的推力由風扇產生,因此反推僅利用這部分冷氣流就足以達到減速的目的,同時內涵的高溫氣流不會被反推,故稱為冷流式。冷流式反推冷流式反推又可進一步分為花瓣式和套筒式。花瓣式反推如安裝Trent 700的A330系列以及安裝CFM-56的A320系列,其特點是形如花瓣的旋轉門開啟後,門本身起到折流效果,逆吹氣流也能直接從開啟的旋轉門處噴出,結構簡單。套筒式常見於裝備CFM56的737、IAE V2500的A320,以及其他大部分常見型號的民航客機,軍機上C-5M和C-17也使用套筒式反推。反推作動時,套筒外殼向後滑動,露出柵格板,發動機外涵上的折流片也會作動,將氣流通過柵格板折向前方,實現減速。

資料顯示,人類第一架噴氣式客機,初代德哈維蘭彗星是沒有配備反推裝置的,同時期採用翼根發動機佈局的Tu-104同樣沒有配備反推,而是使用減速傘減速。1957年首飛的波音707是全世界第一種採用蚌殼式反推的商用飛機,恐怕也是世界上第一種採用反推裝置的民航噴氣式客機。1959年投入運營的SE210快帆IA採用的是減速傘,到了1961年SE210 VI-R也安裝了反推裝置。往後基本上所有的大中型噴氣式飛機都將反推裝置作為標配。伴隨著波音747的啟用,普惠的JT9D成為第一種應用於商業的高涵引擎,也引進了全新的冷流式套筒式反推。


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