本文作者:wasd8456

航天飞机加装喷气式发动机,航天器喷气

wasd8456 06-02 68
航天飞机加装喷气式发动机,航天器喷气摘要: 航空领域的喷气发动机与航天领域的火箭发动机有哪些异同?喷气发动机是中国人发明的吗?俄罗斯谁1903年发明了喷气式工具?航空领域的喷气发动机与航天领域的火箭发动机有哪些异同?两者最大...
  1. 航空领域的喷气发动机与航天领域的火箭发动机有哪些异同?
  2. 喷气发动机是中国人发明的吗?
  3. 俄罗斯谁1903年发明了喷气式工具?

航空领域的喷气发动机与航天领域的火箭发动机有哪些异同?

两者最大区别就是,航天用的喷气式发动机需要吸取空气作为燃烧我们的氧化剂,而火箭发动机是自带的氧化剂,这是两种发动机设计结构上最大的差别。但是两者的也有共同点,其都是通过向后喷出高温燃烧气体获得推力
因为这两种发动机都需要向后高速喷出气体来获得大推力,所以一个设计要求就要满足,就是进入燃烧室燃料或空气的压力就必须要大于排气压力,不然氧化剂或空气根本无法进入燃烧室,所以两者的设计共同点就是必须要有增压装置,这就有点像我们现在的装有涡轮增压的汽车发动机一样,增加动力

相对于火箭的发动机,由于需要巨大的推力让火箭摆脱地球引力进入太空,它的燃料进入方式是***取的涡轮泵,而喷气式发动机,由于喷气的压力相对火箭的发动机较低,其燃料进入***用燃油泵就可以了,但是对于空气,除了冲压发动机在2-3ma以上的速度可以仅靠进气道其他的喷气发动机必须依靠一套压缩机压缩空气了,从而就必须安装一套涡轮来提供动力,这使得喷气发动机的结构要远远复杂于火箭发动机。
两者在前半部分的差别是很大的,但是燃烧室的设计又是很相似的,两者都***用的是分级燃烧来达到富氧燃烧,它们都是为了提高燃烧效率,但是到了尾端,两者的设计又大不一样了,火箭为了提高效率,要提高排气速度,而喷气发动机为了提高经济性,要降低排气速度,以上就是喷气式发动机和火箭发动机的异同,如有更多补充欢迎大家指点,谢谢。

我来帮你回答

航空领域的发动机与航天领域的火箭发动机主要区别如下。

航天飞机加装喷气式发动机,航天器喷气
(图片来源网络,侵删)

产生动力的工作方式不同

虽然航空发动机和火箭发动机都属于喷气式发动机,但是航空喷气式发动机和火箭喷气式发动机有一个最大的区别就是:航空发动机需要吸入空气经过燃烧压缩后高速喷出产生推力,而火箭发动机则不需要外界空气,直接由氧化剂提供氧气内部燃烧产生气后体高速喷出从而产生动力。

使用寿命不同

航天飞机加装喷气式发动机,航天器喷气
(图片来源网络,侵删)

现代主流的航空喷气式发动机使用寿命基本上都超过了1000个小时,有的甚至更久,我就以世界能够制造航空发动机的几个大国里,稍微逊色的中国为例。中国制造的战斗机使用的低涵道比涡轮风扇发动机的使用寿命标准都在1500小时以上。而航天用的火箭发动机,基本上现代的火箭发动机都是一次性的。

(客机使用的省油的大涵道比涡轮风扇发动机)

可工作的空间不同

航天飞机加装喷气式发动机,航天器喷气
(图片来源网络,侵删)

由于火箭发动机自带氧化剂,所以不需要空气为发动机燃烧室提供氧气进行燃烧,所以火箭发动机可以在真空的太空中工作。而航空发动机必须依靠吸入的空气为发动机燃烧室提供氧气进行燃烧压缩,然后向后喷出。能够工作的区域为大气层以内,现代的喷气式飞机的最大飞行高度都在20000米左右,再往上,空气稀薄该熄火了。

共同点

无论火箭发动机还是航空喷气式发动机都是喷气式发动机,都遵循牛顿第三定律,利用气体高速向后喷出产生反作用力,从而巨大的产生动力推动飞行器。值得一提的是有一种比较特殊的航空用喷气式发动机,那就是冲压发动机也叫作冲压火箭发动机,这种发动机在服役的飞机里,只有美国高空侦察机“SR-71黑鸟”使用过。这种发动机的使用让黑鸟的最大飞行速度可以超过3马赫,可见其恐怖的推力。

喷气发动机是中国人发明的吗?

不是。1928年英国克伦威尔***空军学院的弗兰克·惠特尔提出了新的喷气式发动机设计,他在1930年提交了喷气式发动机的设计专利,并在1932年获得批准。惠特尔设计的喷气式发动机是将两级轴流式压气机装在一个大型离心式压气机前,并由涡轮驱动。此后惠特尔去掉了轴流压气机并更换为一个更大的离心压气机。1937年惠特尔使用这种发动机进行试车,但因故障原因而失败,再加上没有得到英国官方的认可,惠特尔的前瞻性设计被束之高阁。

喷气式发动机虽然在英国率先开花,但最先在德国结果。

而此时,汉斯·冯·奥安在德国进行着类似的工作。最初奥安使用电力驱动发动机,后来他加入了亨克尔公司,后者正在试图研发喷气式发动机。他们最初使用氢作为燃料,后来更换为航空燃油,最初的样机可以提供5kN推力。首款实用性喷气式发动机搭载在He-178型飞机上。1939年8月27日,飞行员埃里克·沃西茨驾驶着He-178从罗斯托克马丽娜机场起飞,这也标志着飞机正式进入喷气时代。

图、人类首架喷气式飞机He-178

其实最早在公元前400年,毕达哥拉斯的信徒阿尔希塔斯就设计了一个喷气式装置,他使用木鸟沿线飞行,但因推力不足而失败。13世纪时,中国也是用黑火药作为火箭的推进剂。17世纪后,也有人使用蒸汽动力或内燃机作为航空器上的喷气式发动机,但也因种种原因而失败。

二战晚期的战场上,搭载离心式喷气发动机的英国喷火式战斗机和使用火箭式和轴流式喷气发动机的德国战斗机都有参与。性能较为突出的德国喷气式战斗机还取得比较优秀的成绩,只是德国大势已去。

1928年,英国克伦威尔***空军学院的弗兰克·惠特尔提出了新的喷气发动机设计。1930年1月,惠特尔提交了喷气发动机的设计专利并且在1932年获得了专利。与此同时,德国的汉斯·冯·奥安在德国进行着完全独立的设计。起初奥安的发动机是用电力驱动的,他的目的只是为了演示这种发动机的可行性。奥安后来加入亨克尔公司,并且试制了新的发动机。新的发动机最初使用氢作为燃料,后来改用了普通的航空燃料。也为人类历史上第一架喷气式飞机的诞生奠定了基础。。

[_a***_]谁1903年发明了喷气式工具?

齐奥尔科夫斯基

1903年,俄罗斯的康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基发表了《利用喷气工具研究宇宙空间》的论文,深入论证了喷气工具用于星际航行的可行性。

在齐奥尔科夫斯基一生中,他最感兴趣、花费精力最多、取得成就最大的领域是航天。在很小的时候,有关星际航行的问题已经开始强烈地吸引着他。他在1911年回忆说:"在过去很长时间里,我也和其他人一样,认为火箭不过是一种少有用途的玩具

齐奥尔科夫斯基认为:要想环绕地球轨道必须克服地球引力,达到必须具备的速度,需要使用液氧和液氢作为推进剂的多级火箭。火箭的推进剂经过燃烧室燃烧之后,产生高温高压气体,经过喷管加速喷出,产生反作用力推动火箭前进。

齐奥尔科夫斯基不但提出了密封舱和空间站的设想,还设计了多级火箭、火箭推进器方案,以及在太空生存密封生态循环系统,为航天员提供食品和氧气等设想。

《利用喷气工具研究宇宙空间》

《利用喷气工具研究宇宙空间》阐明了火箭飞行理论,论述了将火箭用于星际交通的可能性,提出了液体燃料火箭的思想和原理图,并完成了世界上第一架喷气发动机的计算。这本划时代航天史书提出了齐奥尔科夫斯基公式:火箭飞行速度同火箭发动机喷气速度、火箭质量、燃料质量关系的公式。

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