飞机发动机工作原理

如题所述

第1个回答  2019-07-10
飞机发动机主要有两种,一种是锅轮发动机,一种是锅扇发动机。下面一一介绍它们的工作原理:
涡扇发动机的工作原理
涡扇发动机是喷气发动机的一个分支,从血缘关系上来说涡扇发动机应该算得上是涡喷发动机的变种。从结构上看,涡扇发动机只不过是在涡喷发动机之前(之后)加装了风扇而已。然而正是这区区的几页风扇把涡喷发动机与涡扇发动机严格的区分开来。涡扇发动机仗着自已身上的几页风扇也青出于蓝。
现代的军用战斗机要求越来越高的机动性能,较高的推重比能赋予战斗机很高的垂直机动能力和优异的水平加速性能。而且在战时,如果本方机场遭到了对方破坏,战斗机还可以利用大推力来减少飞机的起飞着陆距离。比如装备了F-100-PW-100的F-15A当已方机机的跑道遭到部分破坏时,F-15可以开全加力以不到300米的起飞滑跑距离起飞。在降落时可以用60度的迎角作低速平飞,在不用减速伞和反推力的情况下,只要500米的跑道就可以安全降落。
更高的推重比是每一个战斗机飞行员所梦寐以求的。但战斗机的推重比在很大和度上是受发动机所限--如果飞机发动机的推重比小于6一级的话,其飞机的空战推重比就很难达到1,如果强行提高飞机的推重比的话所设计的飞机将在航程、武器挂载、机体强度上付出相当大的代价。比如前苏联设计的苏-11战斗机使用了推重比为4.085的АЛ-7Ф-1-100涡喷发动机。为了使飞机的推重比达到1,苏-11的动力装置重量占了飞机起飞重量的26.1%。相应的代价是飞机的作战半径只有300公里左右。
而在民用客机、运输机和军用的轰炸机、运输机方面。随着新材料的运用飞机的机身结构作的越来越大,起飞重量也就越来越大,对发动机的推力要求也越来越高。在高函道比大推力的涡扇发动机出现之前,人们只能采用让大型飞机挂更多的发动机的方法来解决发动机的推力不足问题。比如B-52G轰炸机的翼下就挂了八台J-57-P-43W涡喷发动机。该发动机的单台最大起飞推力仅为6237公斤(喷水)。如果B-52晚几年出生的话它完全可以不挂那么多的发动机。在现在如果不考虑动力系统的可靠性,像B-52之类的飞机只装一台发动机也未尝不可。
而涡扇发动机的诞生就是为了顺应人们对航空发动机越来越高的推力要求而诞生的。因为提高喷气发动机的推力最简单的办法就是提高发动机的空气流量。
一、历史
在五十年代未、六十年代初,作为航空动力的涡喷发动机以经相当的成熟。当时的涡喷发动机的压气机总增压比以经可以达到14左右,而涡轮前的最高温度也以经达到了1000度的水平。在这样的条件下,涡喷发动机进行部分的能量输出以经有了可能。而当时对发动机的推力要求又是那样的迫切,人们很自然的想到了通过给涡喷发动机加装风扇以提高迎风面积增大空气流量进而提高发动机的推力。
当时人们通过计算发现,以当时的涡喷发动的技术水平,在涡喷发动机加装了风扇变成了涡扇发动机之后,其技术性能将有很大的提高。当涡扇发动机的风扇空飞流量与核心发动机的空气流量大至相当时(函道比1:1),发动机的地面起飞推力增大了面分之四十左右,而高空巡航时的耗油量却下降了百分之十五,发动机的效率得到了极大的提高。
这样的一种有着涡喷发动机无法比及的优点的新型航空动力理所当然的得到了西方各强国的极大重视。各国都投入了极大的人力、物力和热情来研究试制涡扇发动机,在涡扇发动机最初研制的道路上英国人走在了美国人之前。英国的罗尔斯·罗伊斯公司从一九四八年就开始就投入了相当的精力来研制他们的“康维”涡扇发动机。在一九五三年的时候“康维”进行了第一次的地面试车。又经过了六年的精雕细刻,一九五九年九月“康维MK-508”才最终定型。这个经过十一年孕妇的难产儿有着当时涡喷发动机难以望其项背的综合性能。“康维”采用了双转子前风扇的总体结构,函道比为0.3推重比为3.83地面台架最大推力为7945公斤,高空巡航推力为2905公斤,最大推力时的耗油量为0.735千克/小时/千克,压气机总增压比为14,风扇总增压比为1.90,而且英国人还在“康维”上首次采用了气冷的涡轮叶片。当康维最终定型了之后,英国人迫不及待的把他装在了VC-10上!
美国人在涡扇发动机的研发上比英国人慢了一拍,但是其技术起点非常的高。美国人并没有走英国人从头研制的老路,美国的普·惠公司利用自已在涡喷发动机上的丰富的技术储备,采用了以经非常成熟的J-57作为新涡扇发动的内函核心发动机。J-57是美国人从1947年就开始设计的一种涡喷发动机,1949年完成设计,1953年正式投产。J57在投产阶段共生产了21226台是世界上产量最大的三种涡喷发动机之一,先后装备了F-100、F-101、F-102、B-52等机种。J-57在技术上也有所突破,他是世界上第一台采用双转子结构的喷气发动机,由单转子到双转子是喷气发动机技术上的一大进步。不光是核心
第2个回答  2017-07-15
1. 涡喷发动机
进气道进气---压气机增压---燃烧室加热---涡轮膨胀作功带动压气机---尾喷管膨胀加速---排气到体外
发动机转起来之后,压气机源源不断地把压缩了的空气送到后面的燃烧室,在燃烧室里空气和燃油混合燃烧,向后排出高温高速高压气体,这些气体带动涡轮旋转,涡轮和压气机是用轴连在一起的,因此涡轮旋转了,压气机也跟着旋转,就不断地把空气压缩进去了~~
2. 涡轮风扇发动机
2.1分开排气涡轮风扇发动机
进气道进气--风扇增压--气流分为两股
内涵气流:压气机增压--燃烧室加热--涡轮膨胀作功带动风扇和压气机--内涵尾喷管膨胀加速--排气到体外
外涵气流:外涵道--外涵尾喷管膨胀加速--排气到体外
我们常见的民航客机所采用的发动机,多半是分别排气涡轮风扇发动机,比如著名的V2500,PW4000,GE90....
2.2混合排气涡轮风扇发动机
进气道进气--风扇增压--气流分为两股
内涵气流:压气机增压--燃烧室加热--涡轮膨胀作功带动风扇和压气机--混合器
外涵气流:外涵道--混合器
两股气流在混合器中掺混--尾喷管膨胀加速--排气到体外
涡轮风扇发动机要比涡轮喷气发动机更省油,尤其是超过音速不太多时。所以民用喷气飞机都是采用的涡轮风扇发动机。
我国民用分开排气涡轮风扇发动机还未研制成功,军用混合排气涡轮风扇发动机已成功批量生产相当于英国60年代的SPEY,用于飞豹上。相当于苏27上的AL31的太行前一段时间报道研制成功,但不知道是否投入批量生产。美国现在用于F22的涡扇已能无加力超音速巡航。而AL31还不行
发动机工作和是否起飞无关,发动机只要启动预热后,那么正常运转了, 在起飞时候只要加大油门使推力上升加速飞机的前进即可起飞
但需要注意的是,飞机的起飞,不是发动机直接推飞机起飞的(军用飞机例外),这些客机等飞机上发动机推力是很小的,发动机只能推飞机前进,当飞机到达一定速度后机翼的压力差使其起飞的。
第3个回答  2013-08-30
第一个问题:

如果不按做功方式和工作原理,泛泛而言通俗的讲,通常情况下,战机采用的发动机可以分为一下几种类型:

(1)活塞式航空发动机:早期在飞机或直升机上应用的航空发动机,用它带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达2500KW(3400马力)。后来逐渐为功率大、高速性能好的燃气涡轮发动机所取代。但是小功率的活塞式航空发动机还广泛地被用在轻型飞机、直升机以及超轻型飞机上。

(2)燃气涡轮发动机:是现代飞机和直升机上应用最广的发动机。它包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。它们都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮;涡轮螺旋桨发动机主要用于速度小于800Km/h的飞机,涡轮轴发动机主要用作直升机的动力,速度更高的飞机则用涡轮风扇发动机。涡轮喷气发动机主要用于超音速飞机。

(3)冲压发动机:特点是无压气机和燃气涡轮,进入燃烧室的空气是利用高速飞行时的冲压作用来增压的。冲压发动机构造简单,推力大,特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速性能不好,限制了它在航空器上的应用,仅用在导弹和在空中发射的靶弹上,当然,SR-71侦察机采用的发动机在一定条件下也有某些冲压发动机的味道。其实冲压发动机还有很多种,还衍生出了火箭式冲压发动机,详见配图。
(4)航空器上应用的其他吸气式发动机还有脉冲发动机, 脉冲发动机也是一种吸空气发动机,结构极其简单,主要用于低速靶机和航空模型飞机。因应用有限,这里就不再介绍,不过,V-1导弹上用的就是它,一些战机的试验模型和航模上也有采用。

这四类发动机都由大气中吸取空气作为燃料燃烧的氧化剂,所以又称吸空气发动机。

航空器上应用的不需要氧化剂(即不需空气参与的)发动机还有火箭发动机和航空电动机。

火箭发动机燃料消耗率太大,不适于长时间工作,历史上应用的作战飞机很少,但美国X-1、X-2等研究机多有采用,在目前火箭发动机应用于飞机一般仅用于短时间加速(如助推器)。

由电池或者太阳能电池驱动的航空电动机仅用于轻型飞机或无人机,尚处在试验阶段,美国曾将其应用于一种大型由太阳能发电驱动的高空侦察试验机。

第二个问题:

目前,除了一些初级教练机(如中国的初教六)、轻中型运输机(如中国的运-5)、轻型无人战机还采用活塞式发动机外,一线有人驾驶战机中已经基本不再采用活塞式发动机了,呵呵,当然,例如猛虎组织利用小型民用飞机自行改装的战机除外哦。
第4个回答  2012-02-18
和汽车的差不多,抽吸空气 压缩空气,混合空气和燃油雾气,点燃 产生高温高压气体 喷出产生推力。
第5个回答  2012-08-01
它是一个连锁的,这边工作带动那边甚至那那边甚至那那那边工作