本文作者:wasd8456

喷气式发动机排气锥的作用,喷气式发动机排气锥的作用是什么

wasd8456 06-01 50
喷气式发动机排气锥的作用,喷气式发动机排气锥的作用是什么摘要: 为什么客机和运输机的发动机在机翼,而战斗力的发动机在尾巴?两者有什么区别?航天发射有什么新技术?为什么客机和运输机的发动机在机翼,而战斗力的发动机在尾巴?两者有什么区别?图中美军现...
  1. 为什么客机和运输机的发动机在机翼,而战斗力的发动机在尾巴?两者有什么区别?
  2. 航天发射有什么新技术?

什么客机运输机发动机机翼,而战斗力的发动机在尾巴?两者有什么区别

图中美军现役的三型运输机:
体型最大的是C–5“***”运输机、体型中等的是C–17“环球霸王”运输机、最小的是C–130“大力神”运输机,前两者是中远程战略运输机,后者是中近程战术运输机。

运输机将发动机设计在机翼下的最主要原因是:运输机的机身宽大,要装较大量的人员和货物,并且为了人员上下和货物装卸方便,还要有机尾门,在空中空投伞兵或者物资。
运九运输机,尾门开启伞降货物,如果发动机像战斗机那样布置在机尾,则没有可能进行货物空投了。


机尾门设计可以大幅度缩短人员、货物的装卸时间,一架大中型运输机的载重量在20~100吨,可运输1~2连都伞兵,要是没有尾门人员上下飞机和装卸货物的效率会很低。

所以,为了运输的方便必须有尾门才行,有了尾门也就不可能再安装发动机了,只得将发动机安装在机翼下。
相反,战斗机因为没有运人、运物的考虑加上高速飞行气动布局的要求,要将发动机布置在机尾。

喷气式发动机排气锥的作用,喷气式发动机排气锥的作用是什么
(图片来源网络,侵删)

战斗机的设计要减少飞行阻力,机身尽量设计的要平滑,还要尽量接近“三角△形状”,这样才能更好的将分开气流,同时将发动机设计在尾部可以更好的利用发动机做工时产生推力

运输机和战斗机是两种不同用途的飞机,所以气动布局设计的也不一样,运输机要用运人运物,没法在机身内设计进气道、有尾门的设计也可能将发动机布置在机尾。

客机发动机放在机翼,是为了检修方便,战斗机则是因为性能,集成在机身里气动性能好,早期的战斗机也是放机翼的,因为那时候飞机速度比较低,放哪差别不大,战斗机速度突破音速后,发动机就成了阻力点,就要融入机身了

喷气式发动机排气锥的作用,喷气式发动机排气锥的作用是什么
(图片来源网络,侵删)

这有如下几个原因:1、客机、运输机需大客舱、大货舱,因此发动机均为外置。这是主要原因。2、客货机的发动机均较大,外置在机翼(一般为翼下吊挂)可取得明显御载效应,明显减轻全机、机翼结构重量,好处多多。3、战斗机要考虑敏捷性、发动机被击伤击毁概率,对双发机还要考虑单发故障时,对全机操控、飞行影响最小,因此战机用机身内置发动机设计。4、这也便于对发动机等重点部位装甲保护。

对这个问题,老鹰航空来谈一下吧。

不同机型发动机安装位置的不同,主要原因在于使用特性要求和飞行速度要求两个方面:

喷气式发动机排气锥的作用,喷气式发动机排气锥的作用是什么
(图片来源网络,侵删)

1、客机和运输机往往***用机翼下方吊挂发动机方式;

客机和运输机两种机型虽然一个是民用飞机,一个是军用飞机,但是却有两个共同点:第一,大家都是亚音速飞机;第二大家都是需要利用庞大的机身内部空间用来搭载乘客/士兵、货物/装备。

在这种情况下,机身空间就会显得非常宝贵,为此,发动机就必须要让位于所要搭载的人员/货物,因此最理想的安装位置就是机翼下方。

从飞机设计角度来看,机翼下方吊挂发动机本身是对机翼结构而言是一种有利的降低载荷措施,因为飞机在飞行过程中全部升力都是由机翼产生的,换句话说,飞机机翼需要承受飞机的全部机体重量,在这样的力作用下飞机机翼一般会产生向上的弹性变形。而这时吊挂的发动机,反而对机翼产生的是向下的拉力,能抵消一部分向上的弹性变形,这是非常有利的结果。

这种吊挂发动机方式还有一个额外的好处,那就是地面人员维修保养比较方便,毕竟发动机是外露的,且距离地面不是很高。

2、战斗机需要进行高机动高速飞行,因此往往***用机身尾部安装发动机;

纸上的宣仔,为您解答。

实际上最早的喷气式发动机就是把发动机吊在机翼两侧的,参考Me.262;但随着战后喷气式飞机的快速发展,很快战斗机就进入了超音速时代,有太多的理由决定了战斗机的发动机安装不能***用翼吊式。而客机和运输机,至今仍然***用翼吊式的发动机布局。这个原因我们会在本文慢慢讲解,首先看战斗机。

世界第一款喷气式战斗机Me262,就是翼下吊着2台轴流式喷气发动机

战斗机是高速飞行器,极限速度往往要飞到2马赫以上,需要考虑的因素很多, 尤其是减阻的需求显然要比客机强烈许多。如果是像客机那样在翼下吊2发发动机,不光是形状破坏了整体的流线型,而且增大了迎风面,使飞机很难加速到超音速。

Me262和Mig-15正面对比,262的两台发动机增大了迎风面

航天发射有什么新技术

现在的航天新技术主要有空天飞机和可回收火箭两种。

空天飞机既装有火箭发动机 , 又装有冲压喷气组合发动机 。可从地面上像飞机 一样水平起飞 , 也可由大型飞机载到空中起飞 。 在30公里以上高空 , 它可以以3到15倍音速像大气层中巡航飞行 , 是洲际旅行的理想交通工具 。 如要进入太空 , 空天飞机则将速度提高到25倍以上音速 , 到达大气层边缘时 , 启动火箭发动机 , 进人太空轨道 。空天飞机是把运载火箭 、航空器 、航天器结合在一起的飞行器 ,与火箭和普通飞机相比有非常大的优势。空天飞机一旦大规模投入使用就可能使航天飞行进入平民化,到那时乘坐空天飞机进入太空可能跟现在乘坐民航飞机一样简单。

研制空天飞机还要解决许多复杂的技术问题 。 如在大气中高速飞行时 , 其头锥可达2760 ℃ 、 机翼前缘可达 1930℃ , 机身下部也有1260 ℃ , 要解决防热和耐高温结构材料研发问题。 再如研制高超音速燃烧的冲压喷气发动机也非常困难 , 而且无法在地面上进行高超音速试车 , 这 样直接进入高空飞行是比较冒险的 。 美国的X–51A验证机的一次试验就曾因为冲压发动机进气道无法启动而导致试验失败。还有高超声速下的气动控制率也是难点,在计算机控制方面也需要取得进步。现在美国虽然解决了亚超音速组合冲压发动机的研制,但离空天飞机的燃气涡轮亚超燃冲压火箭组合发动机还有一定的距离。由于极高的技术难度,空天飞机的实用离我们还有几十年的距离,可能要等到2030年以后才能见到实用的空天飞机。

X51a为解决气动[_a***_]的问题壳体使用了钨合金

可回收火箭主要是指space x公司的猎鹰系列可回收火箭。通过对第一级箭体的回收利用可以大大的降低火箭的发射成本。理论而言,火箭的发射成本里面, 燃料费用非常低。以猎鹰9号为例,单次发射费用为5400万美元 ,但燃料费用只有20万美元 。现在航天发射成本—直 居高不下,送1公斤物质上天的成本在1万至2万美元,主要原因就是发射航天器的运载火箭是一次性使用的。如果能回收并重复使用第一 级,可节省资金80%。如果第二级也能回收并重复使用,发射成本将降至目前的1%。这样的成本相比以前减小量非常之大。从长远看,可重复使用的火箭能够降低相关机构进入空间的门槛 ,还能使人类探访甚至移居其他星球的梦 想成真 ,大大加速人类进入太空的步伐 。

space x公司的重型猎鹰火箭

可回收火箭的技术难度虽然远没有航天飞机高,但也是有一定的困难。由space x的猎鹰九多次回收失败就可以看出可回收火箭有较大的技术难度。首先难在控制火箭姿态。要使细长的箭体垂直精确着陆在指定地点很难。space x公司的猎鹰火箭在返回过程中,第一级火箭是通过箭上的液氮推力器来调整姿态的,以应对气动扭矩和旋转的影响。要使其几乎没有任何滚转,在降落过程中一直与地面保持垂直状态,难度犹如在狂风中将木棍立于手掌之上。二大难点是火箭发动机要具有推力可调和多次启动的功能来实现软着陆,这也是普通的不可回收火箭所不具备的功能。不过美国的space x公司突破了可回收火箭的技术,不仅多次实现了对猎鹰九一级箭体的回收还在最近发射重型猎鹰时实现了同时回收火箭助推器和一级箭体。虽然space x公司算是NASA技术试验的先锋,有一部分技术来自于NASA,但这也说明美国的航天技术依然是领先世界。长征系列火箭离space x的猎鹰系列还是有一定的距离。
长征五号火箭

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