本文作者:wasd8456

喷气式发动机旋转,喷气发动机怎么转起来

wasd8456 07-09 45
喷气式发动机旋转,喷气发动机怎么转起来摘要: 喷气式发动机有几种反推方式?喷气式飞机发动机原理?飞机加速时发动机喷口是收缩的还是扩张的?喷气式发动机有几种反推方式?喷气式发动机的反推方式有三种:空气刹车反推:当飞机在地面着陆或...
  1. 喷气式发动机有几种反推方式?
  2. 喷气式飞机发动机原理?
  3. 飞机加速时发动机喷口是收缩的还是扩张的?

喷气式发动机有几种反推方式?

喷气发动机的反推方式有三种:
空气刹车反推:当飞机在地面着陆或飞行时,空气刹车装置会自动伸出并向上倾斜,将风扇喷口的喷气反射回来以减速。
推力反向器反推:推力反向器反推是通过在发动机排气喷管前方设置可旋转的推力反向器,使排气喷流发生偏转,产生向后推力,以实现减速和反推的目的。这种技术通常被用于飞机降落后的刹车过程中。
涡轮制动反推:涡轮制动反推是一种较为常见但不是很普及的反推技术。它是通过把发动机操作系统中的控制阀门切换到制动模式,将高温、高速气流引入制动轮的涡轮中,借助发动机的动力实现刹车的效果。
以上就是喷气式发动机的三种反推方式,它们在飞机的起降和刹车过程中都扮演着重要的角色。

喷气式飞机发动机原理

涡轮喷气发动机燃气轮机的一种,其工作原理简单归纳起来如下:

1、用压气机把空气从进气口吸进去,压缩到燃烧室里;

喷气式发动机旋转,喷气发动机怎么转起来
(图片来源网络,侵删)

2、喷油嘴燃烧室喷出雾化的油料;

3、点火装置将高压空气和油雾混合气点燃;

4、混合气燃烧膨胀,推动蜗轮旋转,旋转的蜗轮带动压气机(这是一个反馈)

喷气式发动机旋转,喷气发动机怎么转起来
(图片来源网络,侵删)

5、混合气燃烧膨胀,经过蜗轮后,从喷气口喷出作功(气体向后喷出,反作用力推动发动机及飞机向前)。

涡轮喷气发动机和其它燃气轮机(例如蜗轮风扇发动机、蜗轮轴发动机、冲压喷气发动机)相比,其主要特点是:

1、与冲压喷气发动机比较,涡轮喷气发动机具有蜗轮和蜗轮带动的压气机,而冲压喷气发动机没有蜗轮和压气机;

喷气式发动机旋转,喷气发动机怎么转起来
(图片来源网络,侵删)

2、与蜗轮风扇发动机和蜗轮轴发动机相比,其蜗轮仅用于带动压气机,对外作功靠气体从喷气口喷出,而蜗轮风扇发动机和蜗轮轴发动机不靠喷气作功,而是靠蜗轮带动风扇(蜗轮风扇发动机)作功或者蜗轮带动动力输出轴(蜗轮轴发动机)作功。

螺旋桨飞机是靠螺旋桨旋转时产生的力来使飞机向前飞行的。但是当螺旋桨的转速和飞机的飞行速度达到一定程度时,就无法再靠加快螺旋桨转速使飞机更快了。

而喷气式飞机所使用的喷气发动机靠燃料燃烧时产生的气体向后高速喷射的反冲作用使飞机向前飞行,它可使飞机获得更大的推力,飞得更快。

特别地在1万—2万米空气比较稀薄的高空,喷气发动机更有着螺旋桨活塞发动机所无法比拟的优越性。

飞机加速时发动机喷口是收缩的还是扩张的?

喷气式发动机从进气道吸入空气,经压气机压缩、燃烧室燃烧膨胀加速、推动涡轮机旋转以带动压气机 最后从尾喷口喷出,主要用来产生推力。而不同流速的燃气经过尾喷管需要进行进一步的加速才能获得 更好的推进速度,因而尾喷管的形状截面积、扩张收缩都会对这个加速过程产生影响。 通过流体力学我们可以了解到,气体是一种非常有趣的流体,其在亚音速条件下,随着管道的收缩,流 速增加,压力减小(在音速以下时气体可以压缩因而表现出该种性质,具体生活中可以参考高铁列车对 流通过时车体向对方倾斜);而在超音速条件下,则是随着管道的扩张,流速增加,压力减小(在超音 速时气体难以被压缩,基本可认为是不可压缩的气体)。

正因为这种特性,出现了拉瓦尔喷管,即收缩 -扩张喷管,现今的火箭发动机都***用这种喷管,亚音速的气流通过收缩段加速,在最细的喉部处加速 到音速,进而进入扩张段,超音速气流通过扩张段进一步加速,进而将喷出的气体流速进一步提升,达 到大推力效果。 而对于飞机,其飞行速度变化范围较大,尤其是战斗机在不同情况下需要不同的动力输出,因而出现了 可以收缩扩张的喷口。在亚音速气流下,为使得推力输出效率增高,则将喷口调至收敛喷口状态。而民 航客机以内飞行速度较低且为减轻结构重量,主要***用固定收敛喷管。

而进入超音速飞行的战斗机,其喷射出的气流也必须要达到超音速,这时候收敛喷管反而会造成推力的 损失,这时候就需要收敛-扩张喷管(拉瓦尔喷管),而该种喷管在喉部恰好达到音速是最为理想的, 但考虑到喷管前部燃气速度的差异,自然无法形成一个确定的形状,因此才出现了可变截面喷管随着流 量的不同而不断进行调整。因而现在战斗机使用的涡扇发动机尾喷管往往是至少有2段可变截面部分( 形成收敛-扩张喷口所需的最少数量),而且为使得发动机推进效率保持在较高水平,尾喷管的收敛、 扩张也是发动机自身控制的重要一环,与发动机核心机的转速、燃烧室中加入的燃油量等有相应的控制 关系,是发动机自身调配完成的,在减轻了飞行员劳动强度的前提下保持了较高的推进效率。

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