涡轮发动机
喷气发动机原理简介
分类
涡轮喷气式发动机
完全采用燃气喷气产生推力的喷气发动机是涡轮喷气发动机。这种发动机的推力和油耗都很高。适合于高速飞行。也是最早的喷气发动机。离心式涡轮喷气发动机
使用离心叶轮作为压气机。这种压气机很简单,适合用比较差的材料制作,所以在早期应用很多。但是这种压气机阻力很大,压缩比低,并且发动机直径也很大,所以现在已经不再使用这种压气机。
轴流式涡轮喷气发动机
使用扇叶作为压气机。这样的发动机克服了离心式发动机的缺点,因此具有很高的性能。缺点是制造工艺苛刻。现在的高空高速飞机依然在使用轴流式涡喷发动机。
涡轮风扇发动机
一台涡扇发动机的一级压气机
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在轴流式涡喷发动机的一级压气机上安装巨大的进气风扇的发动机。一级压气机风扇因为体积大,除了可以压缩空气外,还能当作螺旋桨使用。
涡轮风扇发动机的燃油效率在跨音速附近比涡轮喷气发动机要高。 涡轮轴发动机
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涡轮轴发动机类似涡桨发动机,但拥有更大的扭矩,并且他的输出轴和涡轮轴是不平行的(一般是垂直),输出轴减速器也不在发动机上。所以他更类似于飞机上用的燃气轮机。
涡轴发动机的大扭矩使他经常用于需要带动大螺旋桨的直升机。它的结构和车用燃气轮机区别不大。
涡轮喷气发动机(Turbojet)(简称涡喷发动机)[1]是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。通常用作高速飞机的动力。油耗比涡轮风扇发动机高。
涡喷发动机分为离心式与轴流式两种,离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利,但是直到1941年装有这种发动机的
飞机才第一次上天,没有参加第二次世界大战,轴流式诞生在德国,并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。
相比起离心式涡喷发动机,轴流式具有横截面小,压缩比高的优点,但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。当今的涡喷发动机均为轴流式。
一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解(浅蓝箭头为气流流向)图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口
结构
离心式涡轮喷气发动机的原理示意图
图片注释: 顺时针依次为: 离心叶轮(压缩机),轴,涡轮机,喷嘴,燃烧室
轴流式涡轮喷气发动机的原理示意图
图片注释: 顺时针依次为: 压缩机,涡轮机,喷嘴,轴,燃烧室
进气道
轴流式涡喷发动机的主要结构如图,空气首先进入进气道,因为飞机飞行的状态是变化的,进气道需要保证空气最后能顺利的进入下一结构:压气机(compressor)。进气道的主要作用就是将空气在进入压气机之前调整到发动机能正常运转的状态。在超音速飞行时,机头与