微型飞机发动机的工作原理,微型飞机发动机的工作原理是什么

摘要： 飞机发动机的原理是怎样的？涡扇飞机发动机工作原理？飞机发动机的原理是怎样的？那个学名叫做「星型发动机」，其实是串联起来的活塞运动啦~原理：在物理课本上，我们学到过最基本的活塞发动机...

1. 飞机发动机的原理是怎样的？
2. 涡扇飞机发动机工作原理？

飞机发动机的原理是怎样的？

那个学名叫做「星型发动机」，其实是串联起来的活塞运动啦~

原理：在物理课本上，我们学到过最基本的活塞发动机，空气和燃料的混合物进入气缸并被点燃，推动活塞运动，而曲轴和连杆又会把活塞的直线运动变成圆周运动：

而如果把一组基本元件辐射状组合起来，就得到了上面的星型发动机。在星型发动机中飞轮产生的惯性联结了多个曲柄滑块机构，使整体结构运动平滑。

在涡轮发动机出现之前，很多飞机上***用的都是这样的星型发动机：

图片来自：***

当我们把活塞基本元件通过不同方式组合时，就产生了不同类型的往复式活塞内燃机结构，这些复合结构能提供更强的动力。除了星型发动机以外，也有直列、水平、V形等多种组合方式。

直列四缸发动机

水平四缸发动机

动力强劲的V6发动机

飞机发动机有很多种形式，最早的是活塞螺旋桨飞机，其发动机和汽车的发动机没什么区别，也有直4、直6、V6、V8、V12等形式，通过输出轴连接螺旋桨。

后来出现了星形发动机，也是活塞螺旋桨发动机的一种，其特点是发动机呈星形中心对称排列，发动机工作的时候振动小，而且比直列和V型的散热要好（直列发动机和V型发动机只有最前面的气缸散热最好，后面的气缸被前面的挡住了，所以必须要用复杂的水冷散热系统，散热系统损坏就要立即迫降，不然发动机一会儿就过热损坏了，星形发动机所有气缸散热条件都很好，可以用简单的风冷冷却，特别适合飞机使用）。

如果要飞机飞得更快，除了飞机机身、翼型的设计上要改变之外，发动机输出功率也要加大。对于活塞发动机，增大功率要么增加发动机缸数，要么增加发动机转速。但是发动机缸数增加会增加机头重量，影响重心分布，增加发动机转速，活塞往复运动极限较低，所以对于高速发动机，活塞发动机有很多先天不足。

后来发明了喷气发动机，1928年奥匈帝国的Albert Fonó在德国注册了冲压发动机的专利并在1932年获得通过。冲压发动机的原理非常简单：飞行时迎面气流在通过涵道的过程中将动能转变为压力能，经压缩后的空气进入燃烧室与燃料混合进行等压燃烧，生成的高温燃气在喷管中膨胀加速后排出，产生推力。冲压发动机结构简单，非常适合高速飞行，但是冲压发动机的问题是不能从初速为0的状态启动，因为空气没办法压缩，所以必须要有别的方式先让飞机向前动起来才行。如SR71就是低速用涡喷，高速用冲压。

同样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，在1932年获得了专利，就是后来的涡轮喷气发动机，其原理是发动机启动（可以使用电启动）后，前面的压气机将空气压缩，然后进入燃烧室点火燃烧，后面跟着的是涡轮，涡轮受燃烧室气体膨胀推动的作用高速旋转，为前面的压气机提供动力。如米格17、F4等飞机。

目前世界上大部分飞机发动机都是喷气式发动机！我们就讲讲喷气式发动机的原理吧！简单的说喷气式发动机有三个主要部件：

1. 压气机: 负责把进气压缩送去下一部件

2. 燃烧室：负责燃烧燃油给进气加压加温

3. 涡轮：负责把燃油获得的高温高压燃气转换成机械旋转能量推动前面的压缩机压缩进气，同时把废气以高速排出获得比冲(反作用力)带动飞机前进。

还有把这三者包裹起来的部件通道叫做涵道。

另外，一般飞机为了燃油经济型还会在压气机前面增加一级风扇用来增加推力，提高燃油经济型，于是就有了内外涵道的称呼。其机械原理说起来更复杂了，还是请看下面的视频吧：

以涡扇为例，风扇内涵与低压提供初步压比，压气机进一步增压，燃烧室在高压比下等压膨胀，将化学能转化为焓能，高压高速气流推动高压涡轮做功，此功用于高压压气机对气流进行增压。气流通过高压涡轮的剩余焓能推动低压涡轮，低压涡轮带动风扇与低压压气机，风扇外涵推动气流为飞机提供推力。对于战斗机，通过低压涡轮的气流还有较大焓能，也会为飞机提供推力。

飞机使用的发动机具有多种类型，不同类型的发动机工作原理并不相同。目前主要的飞机发动机包括活塞发动机、涡轮喷气（简称“涡喷”）发动机、涡轮螺旋桨（简称“涡桨”）发动机、涡轮风扇（简称“涡扇”）发动机、涡轮轴发动机（简称“涡轴”）、冲压喷气发动机和火箭发动机。

活塞发动机是历史最为悠久的飞机发动机。航空活塞发动机与车用活塞发动机的原理基本没有差别，主要区别在于车用活塞发动机带动的是车轴，而航空活塞发动机带动的是桨叶，并通过桨叶转动产生拉力使飞机获得向前飞行的速度。

涡喷、涡桨、涡扇可以说是“一门三兄弟”，三者的共通性在于都具有进气道、压气机、燃烧室与涡轮、喷管，部分还具有加力燃烧室。三者的区别在于涡桨发动机具有减速齿轮和螺旋桨，而涡扇发动机比涡喷发动机增加一到两级低速涡轮。从工作原理来说，三者都是[_a***_]空气后进行加压、燃烧并排气，但涡扇和涡喷为通过喷管产生推力推动飞行器飞行，而涡桨则是驱动螺旋桨拉动飞行器向前飞行（这一点与活塞发动机相同）。

涡轴发动机在结构和工作原理上与涡桨发动机基本雷同，同一种核心机能够发展出相同功率级别的涡桨发动机和涡轴发动机。所不同的是，涡轴发动机具有自由涡轮，可以通过自由涡轮带动传动机构，并带动旋翼旋转产生升力。涡轴发动机是直升机的标准动力装置，目前世界各国的直升机除少数***用活塞发动机外，绝大多数都是涡轴发动机动力。

冲压发动机是高空高速飞行器动力装置的标配。与涡轮发动机相比，冲压发动机的结构要简单得多，仅具有进气道、扩压器、燃烧室和喷管，工作时吸入空气高速冲入发动机致使压力上升，在压力达到一定数值后喷入燃料并与高温空气混合燃烧、形成燃气由喷管喷出形成推力。由于冲压发动机难以在低速条件下启动和工作，因此冲压发动机一般与其他类型的航空发动机配合使用。

火箭发动机在结构和工作原理上与运载火箭或导弹使用的火箭发动机基本相同。火箭发动机具有燃烧室和喷嘴，工作时燃料和氧化剂注入燃烧室进行燃烧并产生燃气，通过喷嘴排出产生推力。一般来说，火箭发动机仅用作高速飞行器或导弹的动力装置，如美国的X-15高空高速试验机即***用火箭发动机，大部分空空导弹也***用火箭发动机。另外，在常规起降飞机需要短距起飞时，也可以挂装助推火箭加快起飞速度。

涡扇飞机发动机工作原理？

发动机前方的风扇旋转吸入空气被分为两个部分，一部分进入细管子成为内涵气流，一部分进入粗管子成为外涵气流，外涵气流直接从发动机尾部流出形成一部分动力，而内涵气流经过压气机被压缩，成为高温高压气体，并进一步进入燃烧室被和燃油一起进一步加热膨胀冲击后面的涡轮，涡轮就像我们小时候玩的纸风车一样，被高温高压燃气带动旋转，燃气最后从尾部高速喷出。