航空发动机分类与简介
- 格式:doc
- 大小:44.50 KB
- 文档页数:8
航空发动机原理知识点精讲航空发动机是现代飞机的关键动力装置,它负责提供足够的推力推动飞机向前飞行。
理解航空发动机的工作原理对于飞行员和工程师而言非常重要,因此本文将对航空发动机的一些关键知识点进行精讲。
一、航空发动机的分类航空发动机主要分为喷气式发动机和涡轮螺旋桨发动机两大类。
1. 喷气式发动机喷气式发动机是目前大多数商用飞机所采用的发动机类型。
它的工作原理是将外界空气经过压缩、燃烧和膨胀等过程,最终喷出高速气流产生反作用力推动飞机前进。
喷气式发动机具有推力大、速度快的优点,适用于中长途航班。
2. 涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机通常被用于小型飞机或者区域航班。
它的工作原理是通过一个螺旋桨传递发动机产生的推力,推动飞机前进。
涡轮螺旋桨发动机的优点是起飞距离短、速度慢,适用于短途运输和起降场地受限的情况。
二、喷气式发动机的工作原理喷气式发动机的工作原理可归纳为以下几个步骤:1. 压缩过程进气口将外界空气引入,经过多级压气机的作用,使空气被压缩到更高的压力和温度。
压缩过程有助于提高燃油的燃烧效率和推力输出。
2. 燃烧过程经过压缩后的空气进入燃烧室,在加入适量的燃油后与火花器产生火花点燃。
燃烧产生的高温高压气体通过喷嘴扩张,转化为高速的喷气流。
3. 膨胀过程高速喷气流通过涡轮,驱动压气机和辅助设备的转动,将剩余的能量转化为推力。
同时,喷气流的能量损失也引起了发动机后部的推力反作用,推动飞机向前运动。
4. 排气过程喷气流经过喷嘴排出,形成尾焰。
排气过程中,喷气流的速度也起到了降低飞机空气阻力的作用。
三、喷气式发动机的关键参数1. 推力推力是衡量发动机性能的重要参数,它指的是发动机向后喷出的气流产生的反作用力。
推力的大小与喷气流量、速度和压力等因素相关。
2. 空气压缩比空气压缩比是指进入发动机后,经过压缩阶段压力增加的比例。
较高的压缩比能提高发动机效率和推力输出。
3. 燃油效率燃油效率是指发动机在单位时间内将燃油转化为推力的能力。
航空发动机是航空器的“心脏”,负责提供推力和动力,保障了航班的正常进行。
目前,航空发动机已经发展出多种类型,以下是对各种类型的详细介绍:一、活塞发动机作用原理活塞发动机的作用原理是将燃油混合氧气在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气体驱动活塞运动,进而带动飞机的运动。
分类活塞发动机主要有两种类型:往复式活塞发动机和转子式发动机。
前者通过活塞上下往复运动来产生推力,后者则通过转子的旋转来产生推力。
应用活塞发动机主要应用于小型飞机和私人飞机。
二、涡轮螺旋桨发动机作用原理涡轮螺旋桨发动机将燃油喷入燃烧室燃烧,产生高温高压气体驱动涡轮旋转,进而带动螺旋桨运动。
分类涡轮螺旋桨发动机主要分为两种类型:涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。
前者的螺旋桨通过涡轮驱动,后者则直接通过涡轮驱动飞机的轴。
应用涡轮螺旋桨发动机主要应用于小型客机和区域航班。
三、涡轮喷气发动机作用原理涡轮喷气发动机将压缩空气加燃油喷入燃烧室,产生高温高压气体驱动涡轮旋转,进而带动喷气发动机产生的推力。
分类涡轮喷气发动机主要分为两种类型:低涵道比涡轮喷气发动机和高涵道比涡轮喷气发动机。
前者推力大、噪音小,后者则可以提供更高的推力。
应用涡轮喷气发动机主要应用于商用客机和军用飞机四.涡扇发动机涡扇发动机是一种将空气加速并喷出产生推力的发动机。
其工作原理基于伯努利原理,将高速气流推出发动机后方,产生反作用力,从而推动飞机前进。
涡扇发动机结构复杂,由多个部件组成,包括压气机、燃烧室、涡轮等。
涡扇发动机广泛应用于商用客机和军用飞机中,其中最著名的是波音公司的737和747系列客机。
五.螺旋桨发动机螺旋桨发动机是一种将空气吸入发动机,经由压缩后,通过螺旋桨将高速气流推出产生推力的发动机。
螺旋桨发动机工作原理基于牛顿第三定律,以螺旋桨的旋转将气流推出发动机后方,产生反作用力,从而推动飞机前进。
螺旋桨发动机结构简单,耗能少,适用于低速飞行,如小型飞机、直升机等。
螺旋桨发动机在航空领域的历史悠久,早期航班和军用运输机都使用了螺旋桨发动机。
飞行器发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力,是飞行器的心脏。
自从飞机问世以来的几十年中,发动机得到了迅速的发展,从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机,到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机,还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等,时至今日,飞行器发动机已经形成了一个种类繁多,用途各不相同的大家族。
飞行器发动机常见的分类原则有两种:按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。
按发动机是否须空气参加工作,飞行器发动机可分为两类,大约如下所示:吸空气发动机简称吸气式发动机,它必须吸进空气作为燃料的氧化剂(助燃剂),所以不能到稠密大气层之外的空间工作,只能作为航空器的发动机。
一般所说的航空发动机即指这类发动机。
如根据吸气式发动机工作原理的不同,吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。
火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机,航天器由于需要飞到大气层外,所以必须安装这种发动机。
它也可用作航空器的助推动力。
按形成喷气流动能的能源不同,火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。
按产生推进动力的原理不同,飞行器的发动机又可分为直接反作用力发动机、间接反作用力发动机两类。
直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流,产生向前的反作用力来推进飞行器。
直接反作用力发动机又叫喷气式发动机,这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机,脉动喷气式发动机,火箭喷气式发动机等。
间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功,使空气加速向后(向下)流动时,空气对螺旋桨(旋翼)产生反作用力来推进飞行器。
这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。
而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力,也有间接反作用力,但常将其划归直接反作用力发动机一类,所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。
活塞式发动机航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸)内燃烧,膨胀作功的机械。
第一章概论航空发动机可以分为活塞式发动机(小型发动机、直升飞机)和空气喷气发动机两大类型。
P3空气喷气发动机中又可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不带压气机的冲压喷气发动机(构造简单,推力大,适合高速飞行。
不能在静止状态及低速性能不好,适用于靶弹和巡航导弹)。
涡轮发动机包括:涡轮喷气发动机WP,涡轮螺旋桨发动机WJ,涡轮风扇发动机WS,涡轮轴发动机WZ,涡轮桨扇发动机JS。
在航空器上应用还有火箭发动机(燃料消耗率大,早期超声速实验飞机上用过,也曾在某些飞机上用作短时间的加速器)、脉冲喷气发动机(用于低速靶机和航模飞机)和航空电动机(适用于高空长航时的轻型飞机)。
P4燃气涡轮发动机是由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等主要部件组成。
由压气机、燃烧室和驱动压气机的涡轮这三个部件组成的燃气发生器,它不断输出具有一定可用能量的燃气。
涡桨发动机的螺桨、涡扇发动机的风扇和涡轴发动机的旋翼,它们的驱动力都来自燃气发生器。
按燃气发生器出口燃气可用能量的利用方式不同,对燃气涡轮发动机进行分类:将燃气发生器获得的机械能全部自己用就是涡轮喷气发动机;将燃气发生器获得的机械能85%~90%用来带动螺旋桨,就是涡桨发动机;将获得的机械能的90%以上转换为轴功率输出,就是涡轮轴发动机;将小于50%的机械能输出带动风扇,就是小涵道比涡扇发动机(涵道比1:1);将大于80%的机械能输出带动风扇,就是大涵道比涡轮风扇发动机(涵道比大于4:1)。
P5航空燃气涡轮发动机的主要性能参数:1.推力,我国用国际单位制N或dan,1daN=10N,美国和欧洲采用英制磅(Pd),1Pd=0.4536Kg,俄罗斯/苏联采用工程制用Kg,1Kg=9.8N;2.推重比(功重比),推重比是推力重量比的简称,即发动机在海平面静止条件下最大推力与发动机重力之比,是无量纲单位。
对活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机则用功重比(功率重量比的简称)表示,即发动机在海平面静止状态下的功率与发动机重力之比,KW/daN;3.耗油率,对于产生推力、的喷气发动机,表示1daN推力每小时所消耗的燃油量单位Kg/(daN·h),对于活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机来说,它表示1KW功率每小时所消耗的燃油量单位Kg/(kw·h);4.增压比,压气机出口总压与进口总压之比,飞速较高增压比较低,低耗油率增压比较高;5.涡轮前燃气温度,是第一级涡轮导向器进口截面处燃气的总温,也有发动机用涡轮转子进口截面处总温表示,发动机技术水平高低的重要标志之一;6.涵道比,是涡扇发动机外涵道和内涵道的空气质量流量之比,又称流量比。
介绍各类型飞机发动机各类型飞机发动机的介绍一、涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是目前商用飞机上最常见的一种发动机类型。
它采用压气机和涡轮来产生推力。
压气机将大量空气压缩,然后将其注入燃烧室,与燃料混合并燃烧,产生高温高压的气体。
这些气体通过涡轮推动涡轮喷气发动机的压气机,产生推力。
涡轮喷气发动机具有推力大、燃油效率高、速度快等特点,适用于大型商用飞机。
二、涡扇发动机涡扇发动机是一种改进型的涡轮喷气发动机。
它在压气机后面增加了一个多级涡扇,使得发动机的推力更大。
涡扇发动机在提供主要推力的同时,还通过涡轮推动额外的空气流过涡扇,起到降低噪音和提高燃油效率的作用。
涡扇发动机广泛应用于中型和大型商用飞机,具有推力大、燃油效率高、噪音低的特点。
三、活塞发动机活塞发动机又称为内燃机发动机,是一种利用气缸和活塞运动产生动力的发动机。
它使用汽油或柴油作为燃料,经过压缩和点火后,燃料燃烧产生高温高压气体,推动活塞运动,从而产生动力。
活塞发动机广泛应用于小型飞机和私人飞机,具有结构简单、维护方便、成本低等特点。
四、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮喷气发动机的推力转化为旋转动力的发动机。
它在涡轮喷气发动机的尾部安装了一个螺旋桨装置,通过涡轮推动螺旋桨旋转,产生推力。
涡轮螺旋桨发动机具有推力大、燃油效率高、起飞和降落距离短等特点,适用于小型和中型飞机。
五、火箭发动机火箭发动机是一种利用排气喷出高速气体产生推力的发动机。
它不依赖于周围空气,通过燃烧推进剂产生的高温高压气体喷出,从而产生巨大的推力。
火箭发动机广泛应用于航天器和导弹等领域,具有推力大、速度快、适应性强等特点。
六、涡轮电动发动机涡轮电动发动机是一种将涡轮喷气发动机与电动机结合的发动机。
它通过涡轮推动发电机产生电能,并驱动电动机产生推力。
涡轮电动发动机具有燃油效率高、环保节能的特点,适用于小型和中型飞机。
以上是各类型飞机发动机的简要介绍。
不同类型的发动机在结构和工作原理上有所差异,但都能为飞机提供动力,使其能够安全、稳定地飞行。
民航客机发动机种类
民航客机发动机是支撑飞机飞行的核心部件之一,其种类不同,具有的性能也各有千秋。
本文将就民航客机发动机的种类进行介绍,为广大航空爱好者提供指导意义。
1.涡轮风扇发动机
涡轮风扇发动机是民航客机常用的一种发动机,也是当今最为先进的民航客机发动机。
它采用了涡轮增压技术,以大量的冷气流与少量的燃料混合燃烧,使发动机的输出功率大大提高。
同时,涡轮风扇发动机的效率高、噪音小,成为现代民航客机的主流发动机。
2.涡轮螺旋桨发动机
涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮增压技术应用到螺旋桨发动机上的发动机。
它提高了螺旋桨发动机的输出功率和运转效率,使得速度和燃油效率都比常规螺旋桨发动机有所提高。
由于涡轮螺旋桨发动机的体积相对小,噪音较低,被广泛应用于地区性运输、通勤型客机等领域。
3.涡喷发动机
涡喷发动机是一种依靠高速喷射气流来推动飞机前进的发动机。
它采用涡轮增压和高速喷射气流的组合,具有噪音小、动力强、维修简单等特点,被广泛应用于军用和商业航空领域。
4.活塞发动机
活塞发动机是一种通过往复活塞运动将化学能转化为机械能的发动机。
虽然它的体积相对较大,噪音较高,但它具有结构简单、可靠性高的优点,被广泛应用于私人飞机和轻型运输飞机等领域。
综上所述,不同种类的民航客机发动机各具特点,应根据航空器的类型、任务和运营环境来选择适合的发动机。
在选择之前,需要对各类发动机的性能进行全面比较和评估,以确保飞行的安全和效率。
航空发动机分类及用途
航空发动机是指用于飞机、直升机等航空器的动力装置,它们的分类有以下几种:
1. 涡轮喷气发动机:也称为涡喷发动机,是目前主流的航空发动机类型。
它通过将空气压缩并与燃油混合燃烧,产生高温高压的气流来推动飞机飞行。
2. 活塞发动机:也称为内燃机,是一种使用燃油和空气混合物燃烧产生能量的发动机。
它通过活塞来将能量转化为机械能,推动飞机飞行。
3. 涡轮螺旋桨发动机:也称为涡桨发动机,它结合了涡轮发动机和螺旋桨的优点,可以在低空和较短跑道上起降。
它通过将空气压缩并与燃油混合燃烧,推动旋转的螺旋桨来推动飞机飞行。
4. 喷气螺旋桨发动机:也称为涡喷螺旋桨发动机,它结合了涡轮喷气发动机和螺旋桨的优点,可以在低空和较短跑道上起降。
它通过将空气压缩并与燃油混合燃烧,推动旋转的螺旋桨来推动飞机飞行。
航空发动机的用途包括商业航空、军事航空、私人飞行等。
不同类型的发动机在不同的航空领域有着不同的应用,例如涡轮喷气发动机主要用于商业航空,而活塞发动机主要用于私人飞行。
航空发动机的分类和用途对于航空领域的发展有着重要的作用。
- 1 -。
航空发动机研究与制造一、航空发动机的概述航空发动机是航空器中进行燃油燃烧或者其他能源转换为机械能的设备,是飞机能够安全、稳定的起飞、飞行和降落的核心装备。
航空发动机的种类多种多样,但是大致上可以分为以下几种:1.涡轮喷气发动机:利用压气机将空气压缩,形成高温高压气体,通过喷油系统向气流中加入燃料,然后通过燃烧室将燃料完全燃烧,释放出大量能量,推动涡轮转动,再通过涡轮将机械能转化为飞机需要的动力。
2.涡轮螺旋桨发动机:结合了涡轮喷气发动机和螺旋桨的优点,将输出的动力通过转动螺旋桨形成飞机的推进力,因为螺旋桨的叶片较宽,所以速度较慢的飞机更适合使用这种发动机。
3.活塞式发动机:将燃料燃烧后,通过活塞的运动将燃料转化为机械能,产生飞行所需要的动力,由于输出的动力较小,所以多数用于小型或低速飞机上。
二、航空发动机的研究航空发动机的研究可以追溯到20世纪初,那时的发动机主要是涡轮喷气发动机,但是发动机的推进力和效率都不够理想,因此科学家们对发动机进行了多次研究和改进。
在研究过程中,科学家们发现减小涡轮叶片尺寸可以提高发动机的效率,并且增加燃料喷射的速度和质量可以提高推力,且降低排放量,这成为了航空发动机研究的重要方向。
不仅如此,还有许多的研究方向,例如:利用复合材料制造涡轮叶片等精细机械零组件,利用数值仿真和模拟技术研究新型发动机结构,优化燃料喷射系统等等,这些都有望使发动机在性能、经济性、环保性方面得到进一步提高。
三、发动机的制造目前,全球上市的航空发动机制造商主要有通用电气、普惠、罗尔斯·罗伊斯等大企业。
航空发动机制造不仅技术难度高,成本也非常昂贵,因此,全球范围内的航空发动机市场一直是通用电气、普惠和罗尔斯·罗伊斯共同垄断的。
在发动机制造过程中,首要的任务是精细加工和平衡校验,任何一个环节的不严谨都会对产品的品质带来危害,甚至直接影响安全。
例如:发动机的旋转部件必须保持平衡,否则将会摇晃,在高速旋转时会产生极大的振荡,威胁航空器的安全。
飞行器发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力,是飞行器的心脏。
自从飞机问世以来的几十年中,发动机得到了迅速的发展,从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机,到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机,还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等,时至今日,飞行器发动机已经形成了一个种类繁多,用途各不相同的大家族。
飞行器发动机常见的分类原则有两种:按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。
按发动机是否须空气参加工作,飞行器发动机可分为两类,大约如下所示:吸空气发动机简称吸气式发动机,它必须吸进空气作为燃料的氧化剂(助燃剂),所以不能到稠密大气层之外的空间工作,只能作为航空器的发动机。
一般所说的航空发动机即指这类发动机。
如根据吸气式发动机工作原理的不同,吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。
火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机,航天器由于需要飞到大气层外,所以必须安装这种发动机。
它也可用作航空器的助推动力。
按形成喷气流动能的能源不同,火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。
按产生推进动力的原理不同,飞行器的发动机又可分为直接反作用力发动机、间接反作用力发动机两类。
直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流,产生向前的反作用力来推进飞行器。
直接反作用力发动机又叫喷气式发动机,这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机,脉动喷气式发动机,火箭喷气式发动机等。
间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功,使空气加速向后(向下)流动时,空气对螺旋桨(旋翼)产生反作用力来推进飞行器。
这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。
而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力,也有间接反作用力,但常将其划归直接反作用力发动机一类,所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。
活塞式发动机航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸)内燃烧,膨胀作功的机械。
活塞式发动机必须带动螺旋桨,由螺旋桨产生推(拉)力。
所以,作为飞机的动力装置时,发动机与螺旋桨是不能分割的。
(一)活塞式发动机的主要组成主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。
(二)活塞式发动机的工作原理活塞式航空发动机大多是四冲程发动机,即一个气缸完成一个工作循环,活塞在气缸内要经过四个冲程,依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。
发动机开始工作时,首先进入“进气冲程”,气缸头上的进气门打开,排气门关闭,活塞从上死点向下滑动到下死点为止,气缸内的容积逐渐增大,气压降低——低于外面的大气压。
于是新鲜的汽油和空气的混合气体,通过打开的进气门被吸入气缸内。
混合气体中汽油和空气的比例,一般是 1比 15即燃烧一公斤的汽油需要15公斤的空气。
进气冲程完毕后,开始了第二冲程,即“压缩冲程”。
这时曲轴靠惯性作用继续旋转,把活塞由下死点向上推动。
这时进气门也同排气门一样严密关闭。
气缸内容积逐渐减少,混合气体受到活塞的强烈压缩。
当活塞运动到上死点时,混合气体被压缩在上死点和气缸头之间的小空间内。
这个小空间叫作“燃烧室”。
这时混合气体的压强加到十个大气压。
温度也增加到摄氏4OO度左右。
压缩是为了更好地利用汽油燃烧时产生的热量,使限制在燃烧室这个小小空间里的混合气体的压强大大提高,以便增加它燃烧后的做功能力。
当活塞处于下死点时,气缸内的容积最大,在上死点时容积最小(后者也是燃烧室的容积)。
混合气体被压缩的程度,可以用这两个容积的比值来衡量。
这个比值叫“压缩比”。
活塞航空发动机的压缩比大约是5到8,压缩比越大,气体被压缩得越厉害,发动机产生的功率也就越大。
压缩冲程之后是“工作冲程”,也是第三个冲程。
在压缩冲程快结束,活塞接近上死点时,气缸头上的火花塞通过高压电产生了电火花,将混合气体点燃,燃烧时间很短,大约0.015秒;但是速度很快,大约达到每秒30米。
气体猛烈膨胀,压强急剧增高,可达6O到75个大气压,燃烧气体的温度到摄氏2000到250O度。
燃烧时,局部温度可能达到三、四千度,燃气加到活塞上的冲击力可达15吨。
活塞在燃气的强大压力作用下,向下死点迅速运动,推动连杆也门下跑,连杆便带动曲轴转起来了。
这个冲程是使发动机能够工作而获得动力的唯一冲程。
其余三个冲程都是为这个冲程作准备的。
第四个冲程是“排气冲程”。
工作冲程结束后,由于惯性,曲轴继续旋转,使活塞由下死点向上运动。
这时进气门仍旧关闭,而排气门大开,燃烧后的废气便通过排气门向外排出。
当活塞到达上死点时,绝大部分的废气已被排出。
然后排气门关闭,进气门打开,活塞又由上死点下行,开始了新的一次循环。
活塞航空发动机要完成四冲程工作,除了上述气缸、活塞、联杆、曲轴等构件外,还需要一些其他必要的装置和构件。
(三)活塞式航空发动机的辅助工作系统发动机除主要部件外,还须有若干辅助系统与之配合才能工作。
主要有进气系统、燃油系统、点火系统、起动系统、散热系统和润滑系统等。
冲压喷气发动机冲压喷气发动机是一种利用迎面气流进入发动机后减速,使空气提高静压的一种空气喷气发动机。
它通常由进气道、燃烧室、推进喷管三部组成。
冲压发动机没有压气机,所以又称为不带压气机的空气喷气发动机。
这种发动机压缩空气的方法,是靠飞行器高速飞行时的相对气流进入发动机进气道中减速,将动能转变成压力能。
冲压发动机的构造简单、重量轻、推重比大、成本低。
但因没有压气机,不能在静止的条件下起动,所以不宜作为普通飞机的动力装置,而常与别的发动机配合使用,成为组合式动力装置。
如冲压发动机与火箭发动机组合,冲压发动机与涡喷发动机或涡扇发动机组合等。
冲压发动机或组合式冲压发动机一般用于导弹和超音速或亚音速靶机上。
按应用范围划分,冲压发动机分为亚音速、超音速、高超音速三类。
一、亚音速冲压发动机亚音速冲压发动机使用扩散形进气道和收敛形喷管,以航空煤油为燃料。
飞行时增压比不超过 1.89,飞行马赫数小于 O.5时一般不能正常工作。
亚音速冲压发动机用在亚音速航空器上,如亚音速靶机。
二、超音速冲压发动机超音速冲压发动机采用超音速进气道和收敛形或收敛扩散形喷管,用航空煤油或烃类燃料。
超音速冲压发动机的推进速度为亚音速~6倍音速,用于超音速靶机和地对空导弹。
三、高超音速冲压发动机这种发动机燃烧在超音速下进行,使用碳氢燃料或液氢燃料,飞行马赫数高达5~16。
由于超音速冲压发动机的燃烧室入口为亚音速气流,也有将前两类发动机统称为亚音速冲压发动机,而将第三种发动机称为超音速冲压发动机。
脉动喷气发动机脉动喷气发动机是喷气发动机的一种,可用于靶机,导弹或航空模型上。
它的前部装有单向活门,之后是含有燃油喷嘴和火花塞的燃烧室,最后是特殊设计的长长的尾喷管。
脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。
这些都是它的优点。
但它只适于低速飞行,飞行高度也有限,单向活门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。
火箭发动机同空气喷气发动机相比较,火箭发动机的最大特点是:它自身既带燃料,又带氧化剂,靠氧化剂来助燃,不需要从周围的大气层中汲取氧气。
目前发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置,都是火箭发动机。
一、固体火箭发动机固体火箭发动机为使用固体推进剂的化学火箭发动机。
固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。
二、液体火箭发动机液体火箭发动机是指液体推进剂的化学火箭发动机。
常用的液体氧化剂有液态氧、四氧化二氮等,燃烧剂由液氢、偏二甲肼、煤油等。
氧化剂和燃烧剂必须储存在不同的储箱中。
液体火箭发动机一般由推力室、推进剂供应系统、发动机控制系统组成。
三、其他能源的火箭发动机(一)电火箭发动机电火箭发动机是利用电能加速工质,形成高速射流而产生推力的火箭发动机。
与化学火箭发动机不同,这种发动机的能源和工质是分开的。
电能由飞行器提供,一般由太阳能、核能、化学能经转换装置得到。
工质有氢、氮、氩、汞、氨等气体。
电火箭发动机由电源、电源交换器、电源调节器、工质供应系统和电推力器组成。
二)核火箭发动机核火箭发动机用核燃料作能源,用液氢、液氦、液氨等作工质。
核火箭发动机由装在推力室中的核反应堆、冷却喷管、工质输送系统和控制系统等组成。
涡轮喷气发动机现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。
从产生输出能量的原理上讲,喷气式发动机和活塞式发动机是相同的,都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段,不同的是,在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的,但在喷气发动机中则是连续进行的,气体依次流经喷气发动机的各个部分,就对应着活塞式发动机的四个工作位置。
空气首先进入的是发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而压气机适应的来流速度是有一定的范围的,因而进气道的功能就是通过可调管道,将来流调整为合适的速度。
在超音速飞行时,在进气道前和进气道内气流速度减至亚音速,此时气流的滞止可使压力升高十几倍甚至几十倍,大大超过压气机中的压力提高倍数,因而产生了单靠速度冲压,不需压气机的冲压喷气发动机。
进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的,空气流过压气机时,压气机工作叶片对气流做功,使气流的压力,温度升高。
在亚音速时,压气机是气流增压的主要部件。
从燃烧室流出的高温高压燃气,流过同压气机装在同一条轴上的涡轮。
燃气的部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,带动压气机旋转,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。
经过燃烧后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀比远小于压气机中的压缩比,涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多,发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。
从涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。
这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。
随着航空燃气涡轮技术的进步,人们在涡轮喷气发动机的基础上,又发展了多种喷气发动机,如根据增压技术的不同,有冲压发动机和脉动发动机;根据能量输出的不同,有涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺桨风扇发动机等。
喷气发动机尽管在低速时油耗要大于活塞式发动机,但其优异的高速性能使其迅速取代了后者,成为航空发动机的主流。
涡轮风扇发动机自从惠特尔发明了第一台涡轮喷气发动机以后,涡轮喷气发动机很快便以其强大的动力、优异的高速性能取代了活塞式发动机,成为战斗机的首选动力装置,并开始在其他飞机中开始得到应用。