本文作者:wasd8456

喷气式发动机点火_喷气式发动机点火方式

wasd8456 07-30 33
喷气式发动机点火_喷气式发动机点火方式摘要: 喷气式飞机喷射出气体的温度有多少度?航空发动机燃料燃烧膨胀为什么只向出口喷射?什么是飞机启动车?喷气式飞机喷射出气体的温度有多少度?通常在375摄氏度到975摄氏度。喷气式飞机引擎...
  1. 喷气式飞机喷射出气体的温度有多少度?
  2. 航空发动机燃料燃烧膨胀为什么只向出口喷射?
  3. 什么是飞机启动车?

喷气式飞机喷射气体温度有多少度?

通常在375摄氏度到***5摄氏度。

喷气式飞机引擎喷出的气体温度叫做排气温度(EGT)飞机有专门的仪表显示这一数据,它是随时变化的,通常在375摄氏度到***5摄氏度。

发动机吸入空气,然后在舱室里跟燃料混合,接着点火产生气体,气体由涡轮增压后,喷出,这样就有反作用力

喷气式发动机点火_喷气式发动机点火方式
(图片来源网络,侵删)

航空发动机燃料燃烧膨胀为什么只向出口喷射?

题主所说的航空发动机是喷气式发动机吧。喷气式发动机本质上也是一种内燃机,遵从布莱顿循环,其完整的热力循环由绝热压缩过程、定压加热过程、绝热膨胀过程和定压放热过程组成。

至于为什么燃料和空气混合燃烧膨胀后只向后面喷射,其实是因为发动机在稳定循环时,内部压力场分布以及压气机转动方向阻碍了燃气向前喷射,别无选择的燃气只能是在推动涡轮旋转后向后喷出去。我们来看看喷气式发动机的循环过程就知道了。

上图是一个涡轮喷气式发动机,我们就以它为例讲讲如何循环。首先空气从进气道被压气机(Compressor)吸入,然后,要经过十几级的压气机涡轮,空气压力逐级增大,由于空气被压缩,因此涵道也是不断变窄的,并在压气机最后一级达到最高,这个过程相当于绝热压缩;经过压气机后,在扩散段(Diffuser)被燃烧室的高温加热后压力变的更定,并与燃料混合燃烧,这个相当于定压加热;燃气在燃烧室燃烧后沿着锥形的燃烧室迅速膨胀,这个相当于绝热膨胀过程;经过涡轮后的废气向后排出喷管涡轮的转动带动传动轴高速旋转,又驱动前方的压气机继续转动压缩空气,形成稳定循环。

喷气式发动机点火_喷气式发动机点火方式
(图片来源网络,侵删)

在这一过程中,压气机和扩散受到空气的反作用力,按照图上的分别是19049磅和2186磅,而在燃烧室受到的燃料燃烧产生的高温膨胀产生向前的推力是34182磅,这部分是最大的。但是不要得意,燃气的膨胀其实是各个方向都有的,高温燃气向后膨胀就会推动涡轮作用,这时产生的推力是向后的,达到了41091磅。经过燃气涡轮后对尾喷口还有一个部分向后的推力5587磅。完全喷出尾喷口后,由于反冲原理,还会在产生一个向前的力,即那个2419磅的推力。所以综合算下来,发动机受到向前的净推力是:19049+2186+34182+2419-41091-5587=11158磅。

发动机实际对应的布莱顿循环过程

了解了喷气式发动机的循环后,我们再来看发动机内部的压力场分布。通过布莱顿循环我们可以知道,绝热压缩其实是一个不可逆的过程,所以从原理上,要想实现循环,就必须是空气单向从前段吸入,逐级压缩变为高压,或者换句话说,压气机的转动方向要始终保持一个方向。看下图,空气在进气前压力最小,到高压压气机最后一级时压力最大,根据像一堵墙一样挡在。根据流体力学的原则,流体总是从压力的大地方向压力小的地方流动,这个原则就保证了燃气不会从前面的压气机泄露出来。

喷气式发动机点火_喷气式发动机点火方式
(图片来源网络,侵删)

当然了,以上只是拿比较简单的单级传动的涡轮喷气发动机举例,实际上现在用的涡轮喷气和涡扇发动机都是二级传动的,也就是分为低压压气机,低压涡轮,高压压气机,高压涡轮。虽然是靠一份传动轴,但低压件和高压件转速并不一致,低压压气机和低压涡轮转速相同,高压压气机和高压涡轮转速相同。

所以冲压式喷气发动机不能静态启动,要用火箭发射以获初始速度,冲压式发动机可获前方进入的高压气流,喷油点火向后喷射再获前进动力。而涡喷,涡扇则已由高低压涡轮已向后方输送高压气流。

目前,战斗机与大型运输机主要使用的航空喷气式发动机,细分包括涡喷发动机与涡扇发动机两种。航空喷气式发动机基本工作原理就是通过燃烧航空煤油,将化学能转化为动能。喷气式发动机仍然属于热机的一种,遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。

从航空喷气式发动机的结构来看,由前向后分别为进气道、压气机、燃烧室、涡轮与尾喷管,涡扇发动机在压气机前面还有风扇作为燃油爆燃的位置,燃烧室处在结构的中央,提问者关于只向后喷射的疑问,可以理解。

涡扇发动机解剖图

事实上,在发动机点火之前,已经施加了外力让发动机转了起来。一般由地面电源提供动力,机载电动机驱动涡轮轴先转起来,形成后吸气流,再带动压气机旋转,形成由前至后的稳定气流后,才会在燃烧室点燃煤油。如果不预先转动发动机,燃烧室那点空气也就不足以点燃航煤。

涡喷发动机结构图:1进气道、2风扇、3压气机、4燃烧室、5压气机与喷口

我们拿AL-31F发动机为例,压气机有 4级风扇叶片和9级压缩叶片环形燃烧室后,有2级涡轮涡轮叶片。从构造上看,虽然压气机叶片转速小于涡轮叶片,但燃烧室前叶片盘数多,很容易构建由前至后的高-低压力环境,那高温燃气就只能向喷口位置喷射释放能量了。

歼-10战机电源车供电

通常情况下,发动机启动有地面地源供电,紧急情况下也可由机载电瓶供电。歼-11这种重型战机还配置了小发动机,先启动小发动机,再由小发动机带动***动机,达到启动发动机的目的。

什么是飞机启动车?

飞机启动车,是指为飞机提供电源和气源的启动车辆,依据飞机构不同,如螺旋桨式涡浆发动机使用电源车启动。

如果波音737-800型喷气发动机机型,需要提供电源和气源车同时启动(因为它是喷气发动机)。航班运行时,航班过站机上电源〈APU)不关机,是不需要启动车的。

飞机的空气涡轮启动机是起的作用:喷气发动机实现自主工作需要预先要达到一定的转速,然后才能点火成功并自行运转,起动机就是带动发动机启动的装置。飞机发动机的启动。 航空燃气涡轮发动机的结构和循环过程,决定了它不能象汽车发动机那样自主的点火起动

因为,在静止的发动机中直接喷油点火,因为压气机没有旋转,前面空气没有压力,就不能使燃气向后流动,也就无法使涡轮转动起来,这样会烧毁燃烧室和涡轮导向叶片。

所以,燃气涡轮发动机的起动特点就是:先要气流流动,再点火燃烧,也即是发动机必须要先旋转,再起动。

这就是矛盾,发动机还没起动,还没点火,却要它先转动。

根据这个起动特点,就必须在点火燃烧前先由[_a***_]能源来带动发动机旋转。

在以前的小功率发动机上,带动发动机到达一定转速所需的功率小,就***用了起动电机来带动发动机旋转,如用于国产运-7,运-8飞机的涡桨5、涡桨6发动机。

但是随着大推力发动机的出现,用电动机已无法提供如此大的能量来带动发动机,达到点火燃烧时的转速了,因此需要更大的能源来带动发动机,这时,***用APU,产生压缩空气,用气源代替电源来起动发动机成为了现在所有高涵道比发动机的起动方式。

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