喷气式发动机尾巴为什么大_喷气式发动机尾喷管

摘要： 为什么喷气式飞机可以飞到2万米以上高度而螺旋桨飞机不能？如图，飞机发动机后部波浪形结构是干嘛的？有什么用？为什么火箭尾喷口是扩张的？为什么喷气式客机不能垂直起降？为什么喷气式飞机可...

1. 为什么喷气式飞机可以飞到2万米以上高度而螺旋桨飞机不能？
2. 如图，飞机发动机后部波浪形结构是干嘛的？有什么用？
3. 为什么火箭尾喷口是扩张的？
4. 为什么喷气式客机不能垂直起降？

为什么喷气式飞机可以飞到2万米以上高度而螺旋桨飞机不能？

首先说，这个论断并不对。螺旋桨飞机的最高飞行记录是 飞到了海拔29524米高度。将近题主所说的高度的1.5倍。

这个记录是在2001年NASA的一个实验小组达成的。其实还可以飞得更高，只不过这个小组当时的任务并不是为了打破飞行高度记录。

当时这个小组是为了打破以太阳能为动力的飞机持续飞行的时间记录。他们在研究利用太阳能为飞机提供持续不断的能量使飞机能够以最长的时间在空中滞留。

本身这架飞机就是一个会飞的太阳能电池板。上面一共有14个电池驱动的电动机，带动着螺旋桨为飞机提供动力。

这14个螺旋桨的总功率最大达到40千瓦，而在夜间靠蓄电池飞行的时候，功率只有10千瓦。如果分摊到每个发动机上来说，大约一只发动机吹出的风力也就相当于美发店的的一个吹风机。

仔细看上面飞机的照片你会发现这是一架展弦比极大的飞机。由轻质材料构成。在这种条件下，即便是只有很小的推力，飞机也可以获得足够大的升力。这点就和是不是螺旋桨动力没什么太大关系了。

飞到2万米以上的高度，其实螺旋桨飞机也可以达到。美国NASA的太阳神号太阳能螺旋桨无人飞机在2001年试飞的时候，最大飞行高度就达到了29524米。所以螺旋桨飞机也是可以达到近3万米的高度。题主所说的螺旋桨飞机达不到2万米以上的高度，应该是指常规的螺旋桨飞机。螺旋桨飞机通常在升限上要略低于喷气式飞机，这主要与升限的影响因素速度和空气密度有关。

（NASA的太阳神无人机）

在这里先要了解一下最大升限和实用升限。所谓实用升限是指飞机可以保持正常飞行状态下所能达到的最大高度，而最大升限是飞机可以达到的最大高度。简单来说，实用升限下飞机保证正常飞行的飞行高度，最大升限是不管飞机能不能正常飞，反正飞机能到的最高点。一般来说最大升限肯定要大于实用升限，而升限的主要影响因素在于飞机的升力和动力。在正常飞行状态下飞机的升力肯定要大于等于飞机的重力。而升力主要与空气密度、飞机的升力系数和速度成正比。飞机飞行的高度越高，空气就越稀薄，空气密度就比较低。而飞机的机翼面积是确定的，所以在高空飞行时，要想保证飞机的升力就必须要提高飞机飞行的速度。

（飞机的升力与空气密度、飞机的升力系数和速度成正比）

这一关系反映在螺旋桨和喷气式飞机上就使得两者的升限与其飞行速度有关了。由于螺旋桨飞机是依靠螺旋桨推动空气沿飞行相反方向流动，从而对螺旋桨产生推力，推动飞机前进。要想提高螺旋桨飞机的速度，要么增大螺旋桨的尺寸，要么增大螺旋桨的转速。增大螺旋桨的转速就需要大幅度提高发动力的动力，而高转速大直径的螺旋桨在高速运转时，由于桨尖速度过快，导致螺旋桨产生的推力不足，从而引发桨尖失速，导致飞机的升力不足而导致失速问题。这就使得螺旋桨飞机在高空状态下难以保证飞行状态。

如图，飞机发动机后部波浪形结构是干嘛的？有什么用？

这其实是仿生设计，之前看过一期纪录片介绍。科学家在寻找猫头鹰为什么飞行没有声音原因，后来发现猫头鹰的翅膀羽毛的独特结构使得气流流过的声音非常小，因此利用这个发现应用到飞机发动机上，目的是降低发动机的噪声。

在波音787上，我们却发现，无论是搭载GENX发动机还是罗罗遄达1000TEN发动机，在发动机的整流罩上都有一圈V形的锯齿边。据了解，该技术是波音、通用电气和美国国家航空航天局共同开发，作为一种新技术的出现，这种设计已被波音申请了专利。

发动机的整流罩后边有锯齿，主要作用是降低噪音，也能稍稍提高效率。之所以设计成锯齿状，有飞机制造商的功劳，更多的是发动机制造商的功劳。

在飞机起飞和进近阶段，解决飞机（发动机）噪音尤其重要，因为它会影响机场周围地区以及地勤人员。自（失败的）SST***以来，喷气噪声的降低一直是民用飞机制造商的重点领域之一。

原理是这样的：

现代客机使用的都是涡扇发动机，大家从前面看能看见风扇叶片。在叶片之后发动机实际上是两个筒子组成的，大筒套小筒，小筒里面有燃烧室。从风扇吹进来的气流分两路，一路流经小筒子跟燃油混合燃烧膨胀做功，另一路从大筒子不燃烧就出去。两部分都会产生推力。

而两路气流在发动机尾部会混合在一起，形成的乱流是发动机噪音的主要来源。锯齿边能增大乱流与外界空气的接触面积，有利于降低噪音并提高效率。波音还认为锯齿边有利于为机身减重，这不是减在发动机上，而是机身可以少用点隔音材料。

实际上就是在通过发动机外部（风扇二次流动）的空气与外部流动之间以中间速度形成另一层流体，因此性能的跳变较小，湍流减少，声音更加平静。

为什么火箭尾喷口是扩张的？

因为火箭出口气流达到超音速，尾喷流产生激波引起的，形成连续的胀波、压缩波系。

火箭、导弹、战斗机飞行中的喷气式飞机的尾喷管处常会有光环，类似于火箭发射时火箭尾部的光环，是由于气体在出口继续膨胀，然后受背压环境的压缩而产生的激波发光造成的（激波发光的原理与化学中电子跃迁有关）。

飞机导弹在飞行时，由于为了超音速飞行 尾喷管***用了拉瓦尔喷管，从两侧的壁面流出的气流在外界发生了折转，并被多次折射、交叉的地方形成马赫盘。

扩展资料:高超音速飞机***用的是超音速燃烧冲压发动机，它类属于冲压发动机。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进喷管三部分组成，它比涡轮喷气发动机简单得多。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。

该过程不需要高速旋转的、复杂的压气机。高速气流经扩张减速，气压和[_a***_]升高后，进入燃烧室与燃油混合燃烧，温度为2000—2200℃，甚至更高，经膨胀加速，由喷口高速排出，产生推力。

为什么喷气式客机不能垂直起降？

不明白为什么总是希望飞机能够不依赖机场垂直起降？

是出于安全考虑吗？

——其实以目前的航空技术来进行垂直起降并非不可能，不过费劲心思搞出来之后，安全性和可靠性方面依然不如常规固定翼客机。换句话说，现在的垂直起降飞机，比如直升机，也可以搭载10名左右的乘客进行数百公里的飞行，但是真正要和常规起降客机，比如波音737、777、A320等来横向比较安全性，那横向比较下来直升机还是差得多的，一旦出现事故，直升机的迫降可就是自旋迫降或者滑降，需要特别说明的是，直升机滑降也需要机场跑道支持。

——另外，无论是直升飞机还是固定翼常规飞机，都是依赖于空气动力学的飞行器；况且在同一起飞重量条件下，垂直起降方式消耗的能量要远远高于常规起降，就是拿10座级别的直升机来和对应的10座级别通航固定翼小飞机相比，直升机的油耗也是明显高于固定翼飞机的。

是出于不依赖机场？

——垂直起降方式或者通俗就认为是直升机吧，固然是不需要长长的跑道，但是也是需要建设一处固定的起降点，并且配套的导航、空管、塔台和机库等一样都不能少。可能一个起降点的建设费用要远低于常规机场，但是如果服务于几十架甚至上百架飞机时，还是常规跑道机场性价比更高。

是出于家庭使用的要求？

——虽然目前无人机技术和无人驾驶技术都被炒得火热，但是在民航领域，这种无人技术依然还存在很多技术问题，尤其是对突发***的处理能力还远远达不到人类的水平。正因为如此，无人技术要想投入商业运营，还有相当长的路要走，至少也要保证技术成熟和稳定。