同样是涡扇发动机,为什么军用发动机后面有很长的火焰,民航的发动机没有火焰?

个人用户11


战斗机后面的长长的火焰一般都是在起飞的时候出现的。那是发动机开加力燃烧室的结果。那条火焰是加力燃烧室工作产生的。

军用发动机,特别是战斗机的发动机,为了作战需要,在正常尾喷口后面增加一段,安装一个加力燃烧室。设置喷油嘴和点火器,利用发动机风扇过来的空气进行再次燃烧,大幅度增加发动机推力。

从涡扇发动机外涵道的冷空气和发动机燃烧室的热空气混合,在加力燃烧室内再次喷油进行燃烧,提高燃气温度,燃气压力急剧增加,从加力燃烧室尾喷口喷出的速度更高,给飞机提供更大的推力。

由于加力燃烧室后面没有涡轮,可以排出温度很高的燃气,所以就有更加明亮的火焰。此时飞机尾部就会拖着长长的尾焰。

民用客机的发动机燃烧室喷出的燃气温度受到制造涡轮的材料限制,温度不会很高。因为有风扇排出的温度较低的气流,进一步降低了发动机喷出气体的平均温度和平均排气速度。所喷出的燃气就没有很大的火焰。

现在民用客机的涡扇发动机涵道比很高,风扇带动外涵道的空气流量数倍于内涵道的高温燃气,降低燃气温度非常显著。从风扇来的冷空气与燃气混合,就不会产生高温的尾焰。

就像一杯热水倒进一盆凉水里,混合后的温度很低。


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我们时常可以看见,客机的发动机尾部只会喷出热浪,而军用发动机则会经常喷出明亮的火焰。同样都是涡扇发动机,为何视觉效果上差别如此之大?实际上,导致飞机喷火的可能性有三种:第一种是飞机放油。这种情况下,接近发动机喷口的喷油嘴喷出的燃油会被发动机的高温气流点燃,从而形成庞大具有一定视觉效果的火焰。为什么要进行喷油这么浪费的操作?主要是因为一般飞机的降落重量都低于起飞重量,如果剩余燃油太多则可能导致飞机太重磕断起落架。

第二种则是飞机发动机喘振,这是由于涡扇发动机的压气机叶片失速导致的。在这种情况下,客机和军机的喷出口都能产生明亮的尾焰,这是由于压气机失效,进入的空气突然减少,但是发动机还没意识到从而导致油气混合比过高,未燃尽的燃油直接喷出和氧气混合后燃烧。这种情况下对发动机会产生很不利的影响,甚至可能直接让发动机报废。

第三种情况则是当发动机开启加力燃烧室后,没有燃尽的燃油喷出后继续燃烧导致的火焰。这种火焰观赏性极强,并且通常都带有壮观的马赫环,这是喷出气流已经超过多倍音速的象征。虽然这里也是未燃尽的燃油在发动机外燃烧,但是由于是人为引发的可控燃烧,所以并没有太多不利影响,甚至可以显著提高发动机推力。


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很简单,军用型的目的是推力的瞬间爆发,以维持高机动性,因此一般在发动机尾喷管后再加上一段后燃器,也就是加力燃烧室,启动后在燃烧室内喷入燃油空气雾状混合物,利用尾气的高温点燃喷射出去形成尾焰,以瞬间增加推力,但是这种做法非常费油,一般三代机加力状态最多只能维持接近十分钟,因此,在大型轰炸机以及民航机这种不需要大机动过载的机型上就没有必要加装加力燃烧室,这就是两者的区别。





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对于这个问题,老鹰航空从下面几点来回答:

第一,既然出题人知道这种发动机属于涡扇发动机,那么涡扇发动机的工作原理,老鹰航空就不再重复解释了。

第二,民航机使用的涡扇发动机核心特性是燃油经济性能和使用寿命,为了实现这种苛刻的价值要求,民用涡扇发动机的主要发展趋势就是采用大涵道比的涡扇发动机,通俗的说,不是依靠核心机的高温燃气喷射产生推力,而是依靠核心机驱动大直径的涡扇叶片组对吸入的空气进行加压喷出。这样一来,气流温度得到降低,叶片、涡轮的工作环境温度同样得到降低,这就有利于延长这些部件的工作寿命。同样的道理,通过对常温空气的加压喷射,就降低了对高温燃气的需求,从而实现了节约燃油的目的。所以,民航机发动机尾部都是“低温”空气流。

第三,军用涡扇的核心特性是推力,为了实现大推力的输出,一般会在核心机燃气喷流的环节中引入二次燃烧,也就是所谓的“加力燃烧室”,通过向原来核心机高温气流喷入燃油,进行二次燃烧,再次增强这种高温喷流的速度和压力,从而获得更大的推力。这种情况之下,就会经常看到战斗机在起飞时,发动机尾部拖着一条条“火龙”了。

OK,关于问题就回答到这里吧😊。

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老鹰航空


军用涡扇发动机与民用涡扇发动机,除了加力燃烧室的有无以外,更大的区别在于涵道比。民用涡扇发动机涵道比更大一些,军用涵道比较小,只有零点几。民用涡扇发动机,高温燃气通过涡轮排出后,与外涵道的低温空气混合,温度降低很多,红外特征不明显,所以看不到。军用的涵道比比较小,外涵道的空气不足以完全中和涡轮排出的高温燃气(军用本身涡轮燃气温度也比较高,对涡轮材料及工艺要求更高),所以红外特征明显,就容易被看到


Shepherdmoon_Pan


一并回答为什么长一些,民用发动机追的是求经济,军用发动机追求的是速度。所以民用的只需要能给风扇提供动力。军用的比如战斗机发动机除了给风扇提供动力,还有需要燃油与空气燃烧喷气加大推力,根据需要还要控制喷口,这部份是多出来的,所以长了且有尾焰。


发明214698630


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