喷气式飞机发动机试验***_喷气式飞机发动机试验***讲解

摘要： 飞机发动机的原理是怎样的？飞机发动机的原理是怎样的？感谢邀请！航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏，被誉为“工业皇冠上的明珠”...

1. 飞机发动机的原理是怎样的？

飞机发动机的原理是怎样的？

感谢邀请！

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏，被誉为“工业***上的明珠”，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。航空发动机发展主要经历以下步骤：

航空发动机主要包括活塞式、涡轮喷气和冲压发动机，下面主要介绍一下应用广泛的涡轮喷气发动机原理。

附件系统包括燃油、润滑、启动、空气、电气、加力燃烧室，推力转向装置以及矢量喷管等系统：

涡喷发动机工作时连续不断地吸入空气，空气在发动机中经过压缩、燃烧和膨胀过程产生高温高压燃气从尾喷管喷出，气体动量增加，使发动机产生反作用推理。

进气道将工质引入→压气机增压→燃烧室喷油燃烧加热→涡轮膨胀做功带动压气机→尾喷管膨胀加速→高速排气到体外。

航空发动机分为很多种类。大体分为直射式和外加推进器两种。喷射式的有涡喷，涡扇，冲压式等。外加推进器的有涡桨，桨扇，涡轴，活塞等。不同类型的发动机原理有一定的差别，但总的来说还是依靠作用力与反作用力或者动量定理。

其中活塞发动机原理与汽车发动机原理相同。冲压式发动机通过制止来流压缩空气，燃烧膨胀，直接喷出获得向前的推动力。它一般用于高超声速飞行器，缺点是启动时需要很高的速度。

涡喷涡扇等航空燃气轮机本质上是热机和推进器的组合体。热机从高温热源吸热(这里的高温实质上是高压)，向低温热源(大气)放热。能量一部分对涡轮做功(涡轮带动前面压气机转动)，一部分直接喷出。这一过程服从布雷顿循环。推进器(主要指涡喷涡扇中的尾喷管)通过截面面积的变化使气流加速。发动机进口出口气流动量不同，由动量定理可知会产生一个向前的力。这个力与发动机前后产生的压差推力和就为发动机的总推力。

涡桨，桨扇，涡轴热机部分原理与涡喷相似，但它们很少或不直接向外喷出气流使发动机获得反作用力。而主要是通过输出轴功，用外部的风扇，螺旋桨，旋翼等产生推力或直升机的升力。

那个学名叫做「星型发动机」，其实是串联起来的活塞运动啦~

原理：在物理课本上，我们学到过最基本的活塞发动机，空气和燃料的混合物进入气缸并被点燃，推动活塞运动，而曲轴和连杆又会把活塞的直线运动变成圆周运动：

而如果把一组基本元件辐射状组合起来，就得到了上面的星型发动机。在星型发动机中飞轮产生的惯性联结了多个曲柄滑块机构，使整体结构运动平滑。

在涡轮发动机出现之前，很多飞机上***用的都是这样的星型发动机：

图片来自：***

当我们把活塞基本元件通过不同方式组合时，就产生了不同类型的往复式活塞内燃机结构，这些复合结构能提供更强的动力。除了星型发动机以外，也有直列、水平、V形等多种组合方式。

直列四缸发动机

水平四缸发动机

动力强劲的V6发动机

飞机使用的发动机具有多种类型，不同类型的发动机工作原理并不相同。目前主要的飞机发动机包括活塞发动机、涡轮喷气（简称“涡喷”）发动机、涡轮螺旋桨（简称“涡桨”）发动机、涡轮风扇（简称“涡扇”）发动机、涡轮轴发动机（简称“涡轴”）、冲压喷气发动机和火箭发动机。

活塞发动机是历史最为悠久的飞机发动机。航空活塞发动机与车用活塞发动机的原理基本没有差别，主要区别在于车用活塞发动机带动的是车轴，而航空活塞发动机带动的是桨叶，并通过桨叶转动产生拉力使飞机获得向前飞行的速度。

涡喷、涡桨、涡扇可以说是“一门三兄弟”，三者的共通性在于都具有进气道、压气机、燃烧室与涡轮、喷管，部分还具有加力燃烧室。三者的区别在于涡桨发动机具有减速齿轮和螺旋桨，而涡扇发动机比涡喷发动机增加一到两级低速涡轮。从工作原理来说，三者都是吸入空气后进行加压、燃烧并排气，但涡扇和涡喷为通过喷管产生推力推动飞行器飞行，而涡桨则是驱动螺旋桨拉动飞行器向前飞行（这一点与活塞发动机相同）。

涡轴发动机在结构和工作原理上与涡桨发动机基本雷同，同一种核心机能够发展出相同功率级别的涡桨发动机和涡轴发动机。所不同的是，涡轴发动机具有自由涡轮，可以通过自由涡轮带动传动机构，并带动旋翼旋转产生升力。涡轴发动机是直升机的标准动力装置，目前世界各国的直升机除少数***用活塞发动机外，绝大多数都是涡轴发动机动力。

冲压发动机是高空高速飞行器动力装置的标配。与涡轮发动机相比，冲压发动机的结构要简单得多，仅具有进气道、扩压器、燃烧室和喷管，工作时吸入空气高速冲入发动机致使压力上升，在压力达到一定数值后喷入燃料并与高温空气混合燃烧、形成燃气由喷管喷出形成推力。由于冲压发动机难以在低速条件下启动和工作，因此冲压发动机一般与其他类型的航空发动机配合使用。

[_a***_]发动机在结构和工作原理上与运载火箭或导弹使用的火箭发动机基本相同。火箭发动机具有燃烧室和喷嘴，工作时燃料和氧化剂注入燃烧室进行燃烧并产生燃气，通过喷嘴排出产生推力。一般来说，火箭发动机仅用作高速飞行器或导弹的动力装置，如美国的X-15高空高速试验机即***用火箭发动机，大部分空空导弹也***用火箭发动机。另外，在常规起降飞机需要短距起飞时，也可以挂装助推火箭加快起飞速度。