涡轮喷气发动机
涡轮风扇喷气发动机的原理
涡轮风扇喷气发动机的原理涡轮风扇喷气发动机是一种高效能、高速度的发动机,广泛应用于民航和军航领域。
本文将介绍涡轮风扇喷气发动机的原理。
喷气发动机的分类喷气发动机可以分为涡轮风扇喷气发动机和喷气式发动机两种。
喷气式发动机是利用喷射高速气流来产生推力的,而涡轮风扇喷气发动机除了采用动床喷射高速气流外,还利用高压气流驱动低压气流产生推力。
涡轮风扇喷气发动机相对于喷气式发动机在推力和效率方面都有更好的表现。
下文将着重介绍涡轮风扇喷气发动机的原理。
涡轮风扇喷气发动机的构成涡轮风扇喷气发动机重要组成部分如下:•空气进气口•压气机•燃烧室•涡轮•风扇•推力结构涡轮风扇喷气发动机的工作过程空气先经过进气口进入压气机,由于叶片的旋转,空气被压缩,并将其温度升高。
高温高压空气进入燃烧室中,与燃料混合燃烧,释放热能。
燃烧产生的高温气体进入高速旋转的涡轮中,驱动涡轮旋转,这使得进出口叶轮之间产生剪切力。
涡轮带动高压气体进一步被压缩,然后被喷入喷射口推出去,产生推力。
涡轮风扇喷气发动机的燃烧室中的气流把推力产生的热能和动能转移给整个喷气发动机。
在涡轮风扇喷气发动机中,燃烧产生的高温气体只为涡轮提供动力,不为风扇提供动力,这是涡轮风扇喷气发动机与喷气式发动机的区别。
涡轮风扇喷气发动机的优点涡轮风扇喷气发动机相对于其他发动机的优点是:•高效:发动机将空气压缩到比外部环境高得多的压力来产生推力,这增加了发动机的推力,也增加了燃油的燃烧效率。
•高推力:与其他类型的发动机相比,涡轮风扇喷气发动机具备更高的推力,可以产生更高的速度。
•低噪音:涡轮风扇发动机使用比较大的风扇,可以减少喷气的速度,从而减少发动机产生的噪声•更加清洁:涡轮风扇喷气发动机拥有更高的燃油效率,可以更好地保护环境结束语涡轮风扇喷气发动机是现代航空技术中的重要组成部分,其高效率、高推力、低噪音和更加清洁的优点,让它在民航和军航领域广泛应用。
了解涡轮风扇喷气发动机的原理,有利于我们更好地理解飞机的工作原理和飞行过程。
涡轮喷气发动机的主要组成部分及其各部分的作用
涡轮喷气发动机的主要组成部分及其各部分的作用
涡轮喷气发动机是一种内燃机,由多个组件组成,其中最重要的部分是涡轮、燃烧室、喷射口和压缩机组成。
以下是涡轮喷气发动机的主要组成部分及其各部分的作用:
涡轮:涡轮是涡轮喷气发动机中最重要的部分,主要用来将燃烧产生的热量转化为机械能量,从而驱动飞机前进。
燃烧室:燃烧室负责将航空燃料和空气混合,形成可燃气体,再把气体燃烧,释放出大量的热量,为涡轮提供动力源。
喷射口:喷射口的作用是调整涡轮发动机的转速,并且可以降低排气的噪声。
压缩机:压缩机主要用于将起动器的气体压缩,然后把压缩的气体送到燃烧室。
以上就是涡轮喷气发动机的主要组成部分及其各部分的作用。
涡轮喷气发动机在当今航空航天领域是重要的发动机,它能够提供飞机平稳、安全的飞行,为人类探索宇宙提供了极大的帮助。
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喷气式涡轮发动机原理
喷气式涡轮发动机原理小伙伴们!今天咱们来唠唠喷气式涡轮发动机这个超酷的玩意儿。
你看那些大飞机在天空中呼啸而过,背后可全是喷气式涡轮发动机的功劳呢。
咱先从最基本的说起哈。
喷气式涡轮发动机就像是一个超级大力士,它的任务就是产生巨大的推力,把飞机往前推,这样飞机就能在天空中飞起来啦。
那它是怎么做到的呢?这得从发动机的内部构造说起。
想象一下,发动机就像一个大圆筒,里面有好多复杂又神奇的部件。
在发动机的最前端,有一个大大的进气道,就像一个大嘴巴,张得大大的,把外面的空气使劲儿地往里面吸。
这空气可重要啦,它是整个发动机工作的关键原料呢。
空气被吸进来之后呢,就来到了压气机这个地方。
压气机就像一群超级小风扇,不过这些小风扇可不像咱们平时用的那种慢悠悠的风扇哦。
它们转得超级快,呼呼作响,把进来的空气拼命地压缩。
你可以把空气想象成一群调皮的小气球,本来它们松松散散的,被压气机这么一压,就变得紧紧的,体积变小了,压力却变得很大很大。
这时候的空气就像是一群被憋足了劲儿的小战士,准备在后面的环节大显身手。
被压缩后的空气就来到了燃烧室。
哇哦,这里可就是热闹的大战场啦。
在燃烧室里,会喷入燃油,就像给这些憋足了劲儿的小战士们加上了燃料。
然后呢,点个火,轰的一下,就燃烧起来啦。
这一燃烧可不得了,空气的温度一下子就变得超级高,就像一群被点燃了激情的小火球。
而且呢,这个时候空气的体积又开始膨胀,就像那些小火球想要找个地方释放自己的能量。
接着,这些高温高压的气体就冲向了涡轮。
涡轮就像是一个大转盘,被高温高压的气体冲击着,就开始呼呼地转起来。
这涡轮一转起来,就带动了前面的压气机一起转。
你看,这就像是一个循环,压气机压缩空气,空气在燃烧室燃烧后推动涡轮,涡轮又带动压气机,大家就这么齐心协力地工作着。
最后呢,从涡轮出来的高温高压气体就从发动机的尾喷管喷出去了。
这就像是火箭发射一样,这些气体以极高的速度向后喷射出去。
根据牛顿第三定律,作用力与反作用力,气体向后喷,就会给发动机一个向前的推力。
涡轮喷气发动机的组成及功用
涡轮喷气发动机的组成及功用一、涡轮喷气发动机的组成涡轮喷气发动机可是个超酷的家伙呢!它主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管这几个部分组成哦。
进气道就像是发动机的嘴巴,负责把外面的空气大口大口地吸进来。
它的形状和设计可都是有讲究的,要确保能让空气顺畅地进入发动机内部。
压气机就像是一个超级大力士,把进气道吸进来的空气使劲压缩。
这一压缩呀,空气的压力和密度就大大提高啦,就好像把松散的棉花团变成了紧实的棉花块一样。
燃烧室就像是一个火热的小宇宙。
经过压缩的空气来到这里,和燃料混合后就开始熊熊燃烧起来。
那场面,就像一场超级热烈的篝火晚会,在这个过程中释放出巨大的能量。
涡轮呢,它可是靠着燃烧室产生的高温高压燃气来推动自己转动的。
它一转起来呀,就像一个高速旋转的小陀螺,带动压气机一起工作,形成一个循环。
尾喷管就像是发动机的小尾巴啦。
经过涡轮后的燃气从这里高速喷出,产生强大的反作用力,推动飞机向前飞行呢。
二、涡轮喷气发动机的功用涡轮喷气发动机的功用那可真是了不起。
它可是飞机能够在天空中翱翔的关键动力来源。
有了涡轮喷气发动机,飞机才能飞得又快又高。
它能产生巨大的推力,让飞机轻松突破音障,就像一道闪电划过天空。
像那些大型客机,靠着涡轮喷气发动机,可以载着成百上千的乘客在全球各地穿梭。
在军事方面,涡轮喷气发动机更是战斗机的强大心脏。
战斗机靠着它的强劲动力,可以做出各种高难度的机动动作,像在空中翻跟头、快速俯冲上升之类的。
而且在作战的时候,涡轮喷气发动机能够让战斗机迅速到达指定空域,在空战中占据优势。
在航空航天探索领域,涡轮喷气发动机也是功不可没。
它为一些特殊的飞行器提供动力,帮助人类不断探索更高的天空,向宇宙进发。
它就像是一个默默奉献的小助手,推动着航空航天事业不断向前发展。
介绍各类型飞机发动机
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。
涡轮喷气发动机的工作原理
涡轮喷气发动机的工作原理涡轮喷气发动机(Turbofan)工作原理:1、涡轮喷气发动机由一个压缩机和两个涡轮组成,压缩机用于将引气进行压缩,涡轮则分别负责把压缩后的空气和燃料混合后燃烧,并将热量转化成动胡。
2、进气口涡轮的叶片将空气从压缩机中导入,称为“冷空气”。
在叶片的内侧,有一个称为“燃烧室”的空间,其中混合了空气与燃料,然后点燃后进行燃烧,形成“燃烧气体”。
3、有一种技术称为“绕流技术”,它可以把冷空气中的一部分通过外部灵活风叶把引擎外壁流向推力叶片,而另一部分空气被送入燃烧室中。
使得一部分空气先进入推力体,再经过燃烧室燃烧,将两部分空气的能量结合起来,产生更大的动力。
4、推力叶片将排出的热空气推向后方。
推力壁的第二部分流向尾部的排气口,形成一个流场,从而能够将飞机向前推进。
5、排气口周围有叶片,这些叶片把热空气折射一定角度,形成一个轴流发动机,其特点是动力比特超大。
6、另外,还有一部分叶片被称为“转子”,它可以使空气推力环流,从而形成真空室,起到节流的作用,把动能变为动力来推动飞机的前进。
涡轮喷气发动机的结构:1、压缩机:它由金属叶片组成,它能够将大量的空气压缩,并把空气导进燃烧室。
2、燃烧室:燃烧室内部将空气与燃料混合,并进行燃烧。
3、推力叶片:它负责将热空气推力向後方,把动能变为动力来推进飞机。
4、转子:它负责把空气涡流节流,以形成真空室,并从而提供推力。
5、尾部排气口:它将热空气推向后方,形成一个流场,来实现飞机的前进。
涡轮喷气发动机的优点:1、燃料经济性高:涡轮喷气发动机经额外的空气绕流技术,可以使发动机的动力更大,提高飞机的燃料经济性。
2、更安静、更省油:与其他类型的发动机相比,涡轮喷气发动机排放的噪音更小,且耗油更低。
3、操作简单:发动机的抗失效性更强,可以更方便的进行操作,使用成本更低。
4、更高效:发动机的效率更高,能耗更低,可以大大降低重量,提高飞行效率。
5、更安全:涡轮喷气发动机有更强的可靠性,能够有效避免事故发生。
喷射涡轮发动机原理与结构
喷射涡轮发动机原理与结构
喷射涡轮发动机,也称为涡轮喷气发动机,主要由压气机、燃烧系统、透平及喷管组成。
其工作原理如下:
压气机首先将外部的空气吸入并压缩,压缩后的空气温度和压力均升高,然后进入燃烧系统。
在燃烧系统中,燃料与压缩后的空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气。
接着,这些燃气进入透平部分。
透平是一个将热能转换为机械能的装置,它由一系列的转子叶片组成。
透平中的转子叶片受到燃气的作用而旋转,将燃气中的热能转化为转子的动能。
最后,转子叶片通过轴将动能传递给喷管。
喷管是一个收敛管道,可以将燃气加速并转化为高速气流。
这些高速气流从喷管中喷出,产生反作用力,推动发动机向前进。
喷射涡轮发动机的结构包括以下几个部分:
1. 压气机:压气机是发动机中最重要的部分之一,它负责吸入和压缩空气。
在压气机中,空气被压缩并提高压力,以便在燃烧室中更好地燃烧。
2. 燃烧室:燃烧室是发动机中用于燃烧燃料和压缩空气的部分。
燃料和空气在燃烧室中混合并燃烧,产生高温高压的燃气。
3. 涡轮机:涡轮机是发动机中的另一重要部分,它负责将热能转换为机械能。
涡轮机中的转子叶片受到燃气的作用而旋转,从而驱动轴转动并产生推力。
4. 喷管:喷管是发动机的最后一部分,它负责将燃气加速并排出。
喷管内的燃气通过加速和膨胀产生推力,推动飞机前进。
喷射涡轮发动机的结构和工作原理比较复杂,需要精细的设计和制造,以确保其正常工作和可靠性。
涡轮喷气发动机的推力产生原理
涡轮喷气发动机的推力产生原理涡轮喷气发动机的推力产生原理是基于牛顿第三定律——作用力与反作用力相等反向。
具体来说,涡轮喷气发动机通过燃烧燃料使得高温高压的气体产生,并通过喷嘴喷出,气体的喷出形成了一个快速的喷气流,同时也产生了一种反向的推力。
涡轮喷气发动机包括了压气机、燃烧室、涡轮和喷管等组成部分。
当空气通过压气机进入燃烧室时,燃料被喷入并与空气混合并燃烧,产生高温高压的燃烧气体。
这些气体通过喷嘴喷出,同时也作用在喷嘴上产生一个反向的推力。
在涡轮的部分,燃烧气体的推力作用在涡轮上,使其快速旋转。
涡轮与压气机共用同一轴线,因此旋转的涡轮带动了压气机的转动,使其能够提供更多的气体进入燃烧室,从而形成正反馈的循环,增加了喷气流的推力。
最后,在喷管部分,喷嘴所喷出的高速喷气流会与周围的空气发生相互作用,并产生一个反向的推力,进而将喷气发动机向前推动。
总结起来,涡轮喷气发动机的推力产生可以归结为燃烧气体的推力作用在涡轮上,推动压气机旋转,进而使燃烧室中产生更多的推力气体,并通过喷嘴喷出形成高速喷气流,从而产生一个反向的推力。
涡轮喷气发动机燃烧室中的部件
涡轮喷气发动机燃烧室中的部件好嘞,今天咱们聊聊涡轮喷气发动机的燃烧室。
别看它名字一听那么高大上,其实它就是飞机“发力”的地方,关键角色!大家想象一下,飞机起飞的时候是不是特别轰轰烈烈?哇的一声冲上天,那股子劲儿就全靠这块“心脏”发力。
而这块“心脏”究竟长啥样呢?其实它并不像我们想象中的那么神秘复杂,反而它由几个简单的部件组成,但是每个部件都扮演着至关重要的角色。
咱们先从燃烧室的形状聊起,它可不是个随便什么形状哦。
燃烧室的设计非常讲究,通常是呈现一个比较流线型的结构,目的是让空气流动更平滑,减少阻力。
你要是想让飞行更高效,流线型设计就得做到极致,这样才能确保飞机动力源源不断,速度飞起来。
所以说,燃烧室的形状是决定飞机能飞多快的关键!好啦,那燃烧室里面到底有什么好东西呢?先说喷油器。
这小家伙可以说是燃烧室里最重要的“掌柜”了,负责给燃烧室提供燃料。
不管是天然气、航空煤油啥的,喷油器一开,燃料就会均匀地喷入燃烧室里。
而且喷油器可不是什么简单的装置,得确保燃料喷得既细又匀,要不然点火时可得麻烦大了。
你想啊,要是喷出来的燃料没喷均匀,火苗一冒,马上就可能引发爆炸,不仅飞机飞不起来,连地面的小伙伴也得吓一跳!所以喷油器的设计,可得经过层层推敲,不仅要精准,还要耐高温!这就像是给你做个火锅,火候得掌握好,火锅里撒点调料,味道才不会“岔气”。
一旦喷油器工作得当,燃料和空气就会在燃烧室内“激情碰撞”,那可是动力的源泉呀!接着说说燃烧室的核心——火焰筒。
大家可以想象它就像是一个大铁罐,能把燃料点燃并保持火焰稳定,类似于给飞机插上了“火箭发动机”。
这里的火焰可不光是“打火机”的那种火哦,它的火可是要保持温度高,稳定燃烧的那种。
尤其是,当飞机在高空飞行时,温度会非常低,氧气也很稀薄。
火焰筒就得确保即便在这种恶劣的环境下,火焰也不会熄灭。
这不就是技术大佬们的高招吗?就像打游戏时,高手总能在困难模式下继续连杀一样,火焰筒也是在严苛条件下保持完美表现的“大神”。
涡轮喷气发动机的原理
涡轮喷气发动机的原理
涡轮喷气发动机是一种常见的航空发动机,也被广泛应用于汽车和发电工业中。
它的工作原理可以简单概括为空气进入发动机,然后通过一系列的流体动力学过程进行加速,最终产生动力输出。
首先,空气通过发动机的进气口进入压气机,进气口通常设计为扇叶状,旨在引导空气流动。
压气机由多级旋转叶片组成,叶片的作用是将空气压缩,从而提高空气的密度和压力。
在这一过程中,压气机的转子会使得气流的速度加快,从而将空气压缩为高压状态。
接下来,压缩后的空气进入燃烧室,与燃料混合并点燃。
燃料的点燃产生高温高压的燃气,燃气的膨胀会使燃烧室的压力增加,推动燃气向后流动。
同时,燃气的膨胀还会产生一个向前的推力,这是涡轮喷气发动机获得动力的重要来源之一。
然后,高温高压的燃气通过涡轮机组进入涡轮室。
涡轮室由高速旋转的涡轮和与之相连的轴组成。
燃气的能量转移到涡轮上,使得涡轮高速旋转。
涡轮的旋转产生巨大的动力,将能量传递到与其相连的轴上。
最后,轴将旋转的动力传递给压气机和其他辅助设备,驱动它们的工作。
同时,轴也通过传动装置将动力输出给飞行器的推进装置,例如涡轮风扇或涡轮喷气推进器。
这样,涡轮喷气发动机就能够将通过空气压缩和燃气膨胀产生的动能转化为推力,推动飞行器或车辆前进。
涡轮喷气发动机的工作过程可以看作是一种连续循环的过程,通过不断地吸入和压缩空气,然后加热、膨胀和排出燃气,从而不断地产生推力。
这种工作原理使得涡轮喷气发动机具有高效、高推力和可靠性强的特点,成为现代交通工具中不可或缺的动力装置。
涡轮喷气发动机压气机和涡轮的共同工作
02
03
压缩比
压气机压缩空气的能力, 通常用压缩前和压缩后的 空气压力比值来表示。
工作效率
压气机实际完成压缩空气 量与理论最大压缩空气量 之比,反映压气机的性能 水平。
稳定性
压气机在各种工作状态下 能够保持稳定运行的能力, 包括气流稳定性、温度稳 定性和压力稳定性等。
03 涡轮工作原理
涡轮的作用与特点
05 压气机与涡轮的维护与保 养
定期检查与维护
定期检查压气机和涡轮的外观 ,确保无损伤和异常。
检查转子叶片的磨损情况,确 保其完整无损。
检查轴承和密封件的磨损情况 ,及时更换损坏的部件。
定期清洗和润滑压气机和涡轮 ,保持其良好的工作状态。
常见故障与排除方法
转子叶片断裂
可能是由于材料缺陷或过载引起的,需要更 换断裂的叶片或整个转子。
密封件泄漏
可能是由于密封件老化或安装不当引起的, 需要更换密封件或重新安装。
轴承损坏
可能是由于润滑不良或过载引起的,需要更 换损坏的轴承。
振动过大
可能是由于转子不平衡或安装不当引起的, 需要重新平衡转子或调整安装角度。
安全注意事项
在进行维护和检查时,应 遵循安全操作规程,确保 人员安全。
在进行维修和更换部件时, 应确保发动机已经完全停 止运转。
压气机的工作原理
工作原理
压气机由多级叶片组成,当压气机旋转时,叶片周期性地扫过空气流道,使空气 受到压缩。每一级压气机都会使空气压力和密度增加,最终将空气送入燃烧室。
工作过程
空气从进气道进入压气机,在叶片的旋转作用下受到压缩,压力和密度逐渐升高 ,然后进入燃烧室与燃料混合燃烧。
压气机的性能参数
01
民航客机
简述涡轮喷气发动机的工作过程
简述涡轮喷气发动机的工作过程涡轮喷气发动机是一种常用于飞机和船舶等运输工具中的燃气涡轮发动机。
其工作过程主要分为压气、燃烧和推力三个阶段。
1.压气阶段。
外部空气通过发动机进气道进入压气机,压气机中的高速旋转叶片将空气压缩。
随着空气的不断被压缩,温度和密度也随之上升。
2.燃烧阶段。
进入高压压气机后的空气进入燃烧室,与燃料混合后点火燃烧。
燃烧产生的高温高压气体会通过喷嘴喷出,从而驱动发动机后方的涡轮。
3.推力阶段。
高温高压气体从燃烧室喷出后,会通过喷嘴冲向涡轮。
涡轮的高速旋转将气体的动能转化为机械能,使涡轮轴上的压气机和涡轮相互驱动。
驱动压气机不断压缩外部空气,同时将剩余的动能传递给涡轮轴,使其高速旋转。
旋转的涡轮通过轴传动将动力转化为推力,推动发动机和飞行器前进。
整个过程中,发动机需要不断吸入空气并将其压缩,然后与燃料混合并燃烧,最后产生高速喷出的气体,通过喷嘴转化为推力。
涡轮对发动机的工作起到了至关重要的作用,通过旋转驱动压缩空气和喷出高速气体,实现了涡轮喷气发动机的工作。
涡轮喷气发动机
涡轮喷气发动机引言涡轮喷气发动机(Turbojet Engine)是一种常见的航空发动机,它是通过喷气推力产生动力的。
涡轮喷气发动机采用涡轮和压缩机的组合,将空气压缩并加热,然后通过喷射高速喷气来推动飞机。
发动机原理涡轮喷气发动机的原理基于牛顿第三定律,即每个动作都会有相等而反向的反作用力。
发动机通过喷射大量高速喷气产生巨大的推力,从而推动飞机向前运动。
涡轮是涡轮喷气发动机的核心组件之一,它通过高速旋转的扇叶将空气压缩,并产生动力。
在排出喷气的同时,涡轮也会产生一个反作用力,从而推动飞机向前。
工作过程涡轮喷气发动机工作过程包括四个基本步骤:压缩、燃烧、喷气和排气。
首先,涡轮喷气发动机的压缩器会将进气的空气压缩到很高的压力。
这是通过一系列的轴、叶片和转子来完成的。
压缩会使空气更加密集,为后续步骤提供更好的条件。
接下来,经过压缩的空气进入燃烧室,与燃料混合并点燃。
这个过程释放出大量的能量,使燃气的温度和压力迅速增加。
燃烧室内的压力会增加,推动涡轮旋转。
然后,高温、高压的燃气通过喷嘴喷出,产生高速喷气。
这个过程是通过涡轮的能量转移实现的。
喷射的喷气产生了反向的反作用力,从而推动飞机向前。
最后,燃气通过排气管排出,并将剩余的喷气释放到大气中。
排气过程的设计可以降低噪音和提高发动机效率。
特点和应用涡轮喷气发动机具有以下特点和应用领域:1. 高推力:涡轮喷气发动机的喷气速度非常高,可以提供强大的推力,使得飞机能够快速加速和爬升。
2. 高效率:通过喷气引擎的工作原理和设计优化,涡轮喷气发动机具有较高的燃烧效率和推力效率。
3. 高温和高速:涡轮喷气发动机的工作过程中涉及高温和高速运转,对材料和设计要求较高。
4. 应用广泛:涡轮喷气发动机广泛应用于民用和军用飞机,包括客机、货机、战斗机、直升机等。
发展和趋势涡轮喷气发动机自20世纪40年代以来一直在不断发展和改进。
随着技术的进步和工程手段的提高,涡轮喷气发动机的推力、效率和可靠性不断提高。
航空发动机分类
航空发动机分类航空发动机是飞机上最重要的部件之一,它将燃料燃烧产生的能量转化为推力,驱动飞机飞行。
根据不同的分类标准,航空发动机可以分为多种类型,包括涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、柱塞发动机等。
本文将对这些不同类型的航空发动机进行分类和介绍。
1. 涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是目前民用飞机和大多数军用飞机所采用的发动机类型。
它利用压气机将大气中的空气压缩后送入燃烧室,然后将燃料喷入燃烧室与空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气,最终通过涡轮驱动压气机和飞机的推进器,产生推力推动飞机前进。
涡轮喷气发动机具有推力大、效率高、功率密度大等优点,适用于大型喷气客机和喷气式战斗机等。
2. 涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮与螺旋桨相结合的发动机类型,它将燃料燃烧后的高温高压气体通过涡轮传动螺旋桨旋转,产生推力推动飞机前进。
涡轮螺旋桨发动机适用于一些需要低速高扭矩的飞机,如运输机、直升机等。
它具有起飞和着陆性能好、燃油效率高等优点。
3. 柱塞发动机柱塞发动机是一种内燃机,通过活塞在气缸内往复运动来完成吸气、压缩、燃烧和排气等工作。
柱塞发动机适用于一些小型飞机和通用航空飞机,如轻型飞机、教练机等。
它具有结构简单、维护成本低等优点,但功率密度较低,适用于低速低高度飞行。
4. 滑油涡桨发动机滑油涡桨发动机是一种将滑油与涡轮相结合的发动机类型,通过滑油传动涡轮来产生推力推动飞机前进。
滑油涡桨发动机适用于一些需要高高度高速飞行的飞机,如高空侦察机、高空救援机等。
它具有高高度高速性能好、燃油效率高等优点。
5. 水冷柱塞发动机水冷柱塞发动机是一种采用水冷系统来冷却发动机的柱塞发动机类型,通过水冷系统来降低发动机的工作温度,提高发动机的可靠性和寿命。
水冷柱塞发动机适用于一些需要长时间高功率运行的飞机,如军用飞机、运输机等。
它具有工作温度低、寿命长等优点。
总的来说,航空发动机根据不同的分类标准可以分为多种类型,每种类型的发动机都有其特点和适用范围。
涡喷发动机工作原理
涡喷发动机工作原理涡喷发动机,也被称为涡轮喷气发动机(turbofan engine),是一种常用于喷气式飞机的发动机。
它的工作原理是基于涡轮机和喷气式发动机的结合,能够提供高推力和高效率。
涡喷发动机的核心是一个涡轮,它由两个部分组成:压气机和涡轮。
压气机主要负责将外界空气压缩,而涡轮则通过从燃烧室排出的高温高压气体驱动。
涡轮的特殊形状使得排出来的气体能够以高速旋转,产生强大的推力。
涡喷发动机的工作过程可以简单概括为以下几个步骤:1. 压气机:外部空气通过涡喷发动机的进气口进入压气机。
压气机中的旋转叶片将空气不断压缩,使气体温度和压力增加。
2. 燃烧室:经过压缩后的空气进入燃烧室,与燃料进行混合并点燃。
燃料的燃烧会产生高温高压的气体。
3. 涡轮:高温高压气体通过燃烧室后进入涡轮,顺着涡轮的喷嘴排出。
喷嘴的形状使得气体以高速旋转,产生推力。
4. 喷气口:在涡轮喷气发动机的后部,有一个喷气口。
排出的高速气体会经过喷气口,形成喷气流,产生向后的推力。
相比传统的喷气式发动机,涡喷发动机具有以下几个优势:1. 更高的推力和效率:涡喷发动机能够通过压气机将更多的空气压缩,使燃烧更充分,从而提供更高的推力和效率。
2. 降低噪音:涡喷发动机产生的高速气流能够减少喷气式发动机产生的噪音,降低对环境和人类健康的影响。
3. 适应多种飞行速度:涡喷发动机能够适应不同的飞行速度,并在不同速度下保持高效率和高推力。
总之,涡喷发动机通过将外部空气压缩并与燃料混合燃烧,然后通过涡轮喷出高温高压气体形成喷气流产生推力。
它是现代喷气式飞机的核心动力,具有高效率、高推力和低噪音的优点。
涡轮喷气发动机
涡轮喷气发动机(Turbojet)(简称涡喷发动机)是一种涡轮发动机。
特点是完全依赖燃气流产生推力。
通常用作高速飞机的动力。
油耗比涡轮风扇发动机高。
涡喷发动机分为离心式与轴流式两种,离心式由英国人弗兰克惠特尔爵士于1930年取得发明专利,但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第一次上天,没有参加第二次世界大战,轴流式诞生在德国,并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。
相比起离心式涡喷发动机,轴流式具有横截面小,压缩比高的优点,但是需要较高品质的材料这在1945年左右是不存在的。
当今的涡喷发动机均为轴流式。
一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解(浅蓝色箭头为气流流向)图片注释:1 -吸入,2 -低压压缩,3 -高压压缩,4 -燃烧,5 -排气,6 -热区域,7 -涡轮机,8 -燃烧室,9 -冷区域,10 - 进气口目录一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解(浅蓝色箭头为气流流向)低压压缩,3 -高压压缩,4 -燃烧,5 -排气,6 -冷区域,10 - 进气口1.1进气道1.2压气机1.3燃烧室与涡轮1.4喷管及加力燃烧室2使用情况3基本参数结构图片注释:1 -吸入,2 -热区域,7 -涡轮机,8 -燃烧室,9 - 1结构离心式涡轮喷气发动机的原理示意图图片注释:顺时针依次为:离心叶轮(压缩机),轴,涡轮机,喷嘴,燃烧室轴流式涡轮喷气发动机的原理示意图图片注释:顺时针依次为:压缩机,涡轮机,喷嘴,轴,燃烧室进气道轴流式涡喷发动机的主要结构如图,空气首先进入进气道,因为飞机飞行的状态是变化的,进气道需要保证空气最后能顺利的进入下一结构:压气机(compressor )。
进气道的主要作用就是将空气在进入压气机之前调整到发动机能正常运转的状态。
在超音速飞行时,机头与进气道口都会产生激波(shockwave ),空气经过激波压力会升高,因此进气道能起一定的预压缩作用,但是激波位置不适当将造成局部压力的不均匀,甚至有可能损坏压气机。
喷气式飞机工作原理
喷气式飞机工作原理喷气式飞机是一种具有高速、高效的航空交通工具,它的工作原理基于涡轮喷气发动机。
本文将详细介绍喷气式飞机的工作原理,从发动机、推力、空气动力学等方面进行探讨。
一、涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是喷气式飞机的核心部件,它是将航空煤油转化为推力的关键设备。
涡轮喷气发动机由压气机、燃烧室、涡轮以及喷嘴等组成。
压气机通过对进气空气进行压缩,提高其温度和压力,然后将高压空气送入燃烧室。
燃烧室中混合燃油和空气进行燃烧,产生高温高压的燃气。
燃气经过涡轮驱动压气机转子旋转,使压气机继续压缩进气空气。
最后,将高速高温的燃气通过喷嘴排出,形成推力。
二、推力的产生喷气式飞机的推力来源于喷气式发动机喷出的高速气流,根据牛顿第三定律,喷出气流的反作用力形成了推力。
这一过程遵循了质量守恒和动量守恒的基本原理。
当燃气通过喷嘴排出时,由于气流速度的增大,燃气的动能增加,从而产生的动量也相应增加。
根据动能定理,喷出气流的动能增加,将导致其反作用力增加,即喷气推力增大。
喷气式飞机通过调节喷气流的速度和质量,控制推力的大小。
三、空气动力学喷气式飞机的飞行受到空气动力学的影响,主要包括升力和阻力的产生。
升力使飞机能够克服重力而得以升空,而阻力则是飞机前进时要克服的阻碍力。
升力是通过机翼产生的,机翼的上表面比下表面凸起,空气在上表面流动时产生向下的压力,而在下表面流动时产生向上的压力,这种压力差产生了升力。
飞机可以调节机翼的攻角和速度来控制升力的大小。
阻力是飞机前进时所受到的阻碍力,主要包括气动阻力、重力阻力和滑行阻力等。
飞机通过减小阻力,提高飞行速度来提高效率。
四、飞行过程喷气式飞机的飞行过程可以分为起飞、巡航、下降和着陆等阶段。
在起飞阶段,喷气式发动机提供足够的推力,使飞机加速并脱离地面。
在巡航阶段,飞机保持一定的速度和高度飞行。
在下降和着陆阶段,飞机逐渐减小速度,并通过改变机身姿态来控制下降和着陆。
总结:喷气式飞机的工作原理基于涡轮喷气发动机,通过对空气的压缩、燃烧和喷射产生推力。
涡轮喷气式发动机工作原理
涡轮喷气式发动机工作原理1.引言1.1 概述概述:涡轮喷气式发动机是一种常用于飞机和其他类似应用中的发动机类型。
它以其高效率和强大的推力而闻名于世。
涡轮喷气式发动机的工作原理是基于牛顿第三定律,即每个作用力都有一个同样大小但方向相反的反作用力。
通过利用这个原理,涡轮喷气式发动机能够产生巨大的推力,推动飞机或其他载具向前运动。
涡轮喷气式发动机的核心部件是压气机和涡轮机。
在工作过程中,发动机的进气口吸入空气,并通过涡轮机的旋转将其压缩。
通过这样的压缩,空气的密度和压力增大,进而提高了燃烧的效率。
接下来,进气口还会释放适量的燃料进入燃烧室,然后点燃燃料-空气混合物。
燃烧产生的高温高压气体通过喷嘴喷射到后面的涡轮机上,推动涡轮机旋转。
涡轮机的旋转能够带动前面的压气机,通过连续的吸入、压缩、燃烧和喷射过程,形成一个自我循环的工作过程。
这种工作原理使得涡轮喷气式发动机能够提供强大的推力。
而且,它具有调节推力大小的能力,通过调整燃料的输入量和涡轮机的旋转速度,可以实现不同功率的输出。
这使得涡轮喷气式发动机成为飞机等载具的首选动力源。
同时,它还具有体积小、重量轻、响应灵敏等优点,使得它在现代航空运输中得到广泛应用。
总之,涡轮喷气式发动机以其高效的工作原理和出色的性能,在航空领域发挥着重要的作用。
深入理解其工作原理有助于我们更好地把握这一技术的应用和发展前景。
1.2文章结构文章结构部分可以介绍本文的主要内容和组织方式。
下面是一个可能的编写方式:本文主要介绍涡轮喷气式发动机的工作原理。
文章分为三个主要部分:引言、正文和结论。
引言部分首先对涡轮喷气式发动机进行了概述,介绍了其在现代航空领域中的重要性和广泛应用。
接着,文章说明了本文的结构,即分为引言、正文和结论三个部分。
最后,引言部分指明了文章的目的,即深入探讨涡轮喷气式发动机的工作原理。
正文部分是本文的核心内容,分为三个要点进行介绍。
第一个要点将详细解释涡轮喷气式发动机的工作原理中的一个关键环节,揭示其工作原理的基本原理、组成部分及其如何协同工作。
飞机引擎工作原理
飞机引擎工作原理飞机引擎是飞机进行推进的重要部件,其工作原理复杂而精巧。
本文将为您详细介绍飞机引擎的工作原理,帮助您进一步了解飞机的运行机制。
一、涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是目前大多数飞机使用的引擎类型,其工作原理基本可分为以下几个步骤:1. 压气机:飞机起飞时,飞机引擎会先通过压气机将外部空气吸入,并提高其压缩比。
压缩后的空气经过压气机后会变得更加密集和高压。
2. 燃烧室:经过压缩的空气会进入燃烧室,然后喷入燃料,经过点火系统着火。
燃烧燃油会产生高温高压的气体。
3. 高压涡轮:燃烧后的高温高压气体通过涡轮喷气发动机的高压涡轮,使涡轮快速旋转。
4. 低压涡轮:高温高压气体从高压涡轮流经低压涡轮,继续推动涡轮旋转。
5. 喷口:涡轮喷气发动机最终将产生的高速气流通过喷口排出,产生向后的推力,从而推动飞机前进。
二、涡轮螺旋桨发动机另一种常见的飞机引擎类型是涡轮螺旋桨发动机,其工作原理略有不同:1. 压气机:涡轮螺旋桨发动机同样通过压气机将外部空气吸入,并提高其压缩比。
2. 燃烧室:压缩后的空气经过燃烧室燃烧燃料,产生高温高压气体。
3. 高压涡轮:燃烧后的气体通过高压涡轮,推动涡轮旋转。
4. 低压涡轮:气体继续流经低压涡轮,从而继续推动涡轮旋转。
5. 传动系统:涡轮螺旋桨发动机的旋转动力会通过传动系统传递到螺旋桨,螺旋桨的旋转产生推力,推动飞机前进。
总结飞机引擎的工作原理主要是通过压气机将外部空气压缩后,燃烧燃料产生高温高压气体,再通过涡轮推动引擎旋转,最终产生推力推动飞机前进。
涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机是目前常见的两种飞机引擎类型,它们分别适用于不同的飞行需求和飞机类型。
深入了解飞机引擎的工作原理有助于我们更好地理解飞机的运行机制,也为飞机设计和制造提供了重要的参考依据。
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涡轮喷气发动机综述涡轮喷气发动机应用喷气推进避免了火箭和冲压喷气发动机固有的弱点。
因为采用了涡轮驱动的压气机,所以在低速时发动机也有足够的压力来产生强大的推力。
涡轮喷气发动机按照“工作循环”工作。
它从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。
在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”。
涡轮发动机的机械布局比较简单,因为它只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或者若干个燃烧室。
然而,并非这种发动机的所有方面都具有这种简单性,因为热力和气动力问题是比较复杂的。
这些问题是由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流、以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成的。
发动机的推进效率在很大程度上取决于它的飞行速度。
当飞机速度低于大约450英里/小时(724公里/小时)时,纯喷气发动机的效率低于螺旋桨型发动机的效率,由于螺旋桨的高叶尖速度造成的气流扰动,在350英里/小时(563公里/小时)以上时螺旋桨效率迅速降低。
因而,纯涡轮喷气发动机最适合较高的飞行速度。
这些特性使得一些中等速度飞行的飞机不用纯涡轮喷气装置而采用螺旋桨和燃气涡轮发动机的组合-- 涡轮螺旋桨式发动机。
推进效率在(M<0.6)速度下涡轮螺旋桨发动机效率最高。
而当速度提高到(0.6M-0.9M)的高于音速时,螺旋桨/涡轮组合的优越性在一定程度上被内外涵发动机、涵道风扇发动机和桨扇发动机所取代。
这些发动机的排气比纯喷气的涡轮喷气发动机的排气流量大而喷气速度低,因而,其推进效率与涡轮螺旋桨发动机相当,超过了纯喷气发动机的推进效率。
在亚音速(M<1.0)条件下,涡轮喷气发动机的推进效率最低。
当飞机飞行速度超过音速后(M>1.0),涡扇发动机由于迎风面积过大从而推进效率开始降低;与此相反,涡轮喷气发动机的推进效率则迅速提升,即使在 2.5-3.0马赫范围下,涡轮喷气发动机的推进效率仍然可以达到 90%,正因为如此,与三代机普遍使用的涵道比为0.5-0.8的中等涵道比涡扇发动机相比,F-22使用的F-119涡扇发动机把涵道比降回到0.29,为的就是能够实现(1.4M)的超音速巡航。
每种发动机都有它们最佳使用的飞行包线-(由速度x/高度y构成的xy坐标系),并不是说涡扇发动机一定比涡喷发动机省油,在超音速时,同样开加力燃烧室的涡扇发动机比涡喷发动机耗油率还高。
可调进气道涡轮冲压喷气发动机将涡轮喷气发动机(它常用于马赫数低于3的各种速度)与冲压喷气发动机结合起来,在高马赫数时具有良好的性能。
这种发动机的周围是一涵道,前部具有可调进气道,后部是带可调喷口的加力喷管。
起飞和加速、以及马赫数3以下的飞行状态下,发动机用常规的涡轮喷气式发动机的工作方式;当飞机加速到马赫数3以上时,其涡轮喷气机构被关闭,气道空气借助于导向叶片绕过压气机,直接流入加力喷管,此时该加力喷管成为冲压喷气发动机的燃烧室。
这种发动机适合要求高速飞行并且维持高马赫数巡航状态的飞机,在这些状态下,该发动机是以冲压喷气发动机方式工作的。
涡轮火箭发动机涡轮/火箭发动机与涡轮/冲压喷气发动机的结构相似,一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。
这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机,而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。
因为燃气温度可高达3500度,在燃气进入涡轮前,需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。
然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释,残余的燃油在常规加力系统中燃烧。
虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻,但是,其油耗更高。
这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。
这些飞机要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
[1]发展历史战争需要在第二次世界大战以前,所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力,这种发动机本身并不能产生向前的动力,而是需要驱动一副螺旋桨,使螺旋桨在空气中旋转,以此推动飞机前进。
这种活塞式发动机+螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式,很少有人提出过质疑。
到了三十年代末,尤其是在二战中,由于战争的需要,飞机的性能得到了迅猛的发展,飞行速度达到700-800公里每小时,高度达到了10000米以上,但人们突然发现,螺旋桨飞机似乎达到了极限,尽管工程师们将发动机的功率越提越高,从1000千瓦,到2000千瓦甚至3000千瓦,但飞机的速度仍没有明显的提高,发动机明显感到“有劲使不上”。
关键问题问题就出在螺旋桨上,当飞机的速度达到800公里每小时,由于螺旋桨始终在高速旋转,桨尖部分实际上已接近了音速,这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降,推力下降,同时,由于螺旋桨的迎风面积较大,带来的阻力也较大,而且,随着飞行高度的上升,大气变稀薄,活塞式发动机的功率也会急剧下降。
这几个因素合在一起,决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式已经走到了尽头,要想进一步提高飞行性能,必须采用全新的推进模式,喷气发动机应运而生喷气推进的原理大家并不陌生,根据牛顿第三定律,作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。
喷气发动机在工作时,从前端吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,在此过程中,发动机向气体施加力,使之向后加速,气体也给发动机一个反作用力,推动飞机前进。
事实上,这一原理很早就被应用于实践中,我们玩过的爆竹,就是依靠尾部喷出火药气体的反作用力飞上天空的。
突破早在1913年,法国工程师雷恩.洛兰就获得了一项喷气发动机的专利。
这是一种冲压式喷气发动机,在当时的低速下根本无法工作,而且也缺乏所需的高温耐热材料。
1930年,弗兰克.惠特尔取得了他使用燃气涡轮发动机的第一个专利,但直到11年后,他的发动机在完成其首次飞行,惠特尔的这种发动机形成了现代涡轮喷气发动机的基础。
进步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。
工作原理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。
涡轮喷气发动机仍属于热机的一种,就必须遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。
因此,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。
一般来讲,当气流从燃烧室出来时的温度越高,输入的能量就越大,发动机的推力也就越大。
但是,由于涡轮材料等的限制,目前只能达到1650K左右,现代战斗机有时需要短时间增加推力,就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,由于加力燃烧室内无旋转部件,温度可达2000K,可使发动机的推力增加至1.5倍左右。
其缺点就是油耗急剧加大,同时过高的温度也影响发动机的寿命,因此发动机开加力一般是有时限的,低空不过十几秒,多用于起飞或战斗时,在高空则可开较长的时间。
结构进气道轴流式涡喷发动机的主要结构如图,空气首先进入进气道,因为飞机飞行的状态是变化的,进气道需要保证空气最后能顺利的进入下一结构:压气机(compressor,或压缩机)。
进气道的主要作用就是将空气在进入压气机之前调整到发动机能正常运转的状态。
在超音速飞行时,机头与进气道口都会产生激波(shockwave,又称震波),空气经过激波压力会升高,因此进气道能起到一定的预压缩作用,但是激波位置不适当将造成局部压力的不均匀,甚至有可能损坏压气机。
所以一般超音速飞机的进气道口都有一个激波调节锥,根据空速的情况调节激波的位置。
两侧进气或机腹进气的飞机由于进气道紧贴机身,会受到机身附面层(boundary layer,或边界层)的影响,还会附带一个附面层调节装置。
所谓附面层是指紧贴机身表面流动的一层空气,其流速远低于周围空气,但其静压比周围高,形成压力梯度。
因为其能量低,不适于进入发动机而需要排除。
当飞机有一定迎角(angle of attack,AOA,或称攻角)时由于压力梯度的变化,在压力梯度加大的部分(如背风面)将发生附面层分离的现象,即本来紧贴机身的附面层在某一点突然脱离,形成湍流。
湍流是相对层流来说的,简单说就是运动不规则的流体,严格的说所有的流动都是湍流。
湍流的发生机理、过程的模型化现在都不太清楚。
但是不是说湍流不好,在发动机中很多地方例如在燃烧过程就要充分利用湍流。
压气机压气机由定子(stator)页片与转子(rotor)页片交错组成,一对定子页片与转子页片称为一级,定子固定在发动机框架上,转子由转子轴与涡轮相连。
现役涡喷发动机一般为8-12级压气机。
级数越多越往后压力越大,当战斗机突然做高g机动时,流入压气机前级的空气压力骤降,而后级压力很高,此时会出现后级高压空气反向膨胀,发动机工作极不稳定的状况,工程上称为“喘振”,这是发动机最致命的事故,很有可能造成停车甚至结构毁坏。