发动机科普:空气喷气式发动机

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发表时间:2015-11-21 21:20作者:刘大响院士、陈光教授

空气喷气式发动机中,经过压缩的空气与燃料(通常为航空煤油)的混合物燃烧后产生高温、高压燃气,在发动机的尾喷管中膨胀,以高速喷出,从而产生反作用推力。空气喷气式发动机可分为无压气机的和有压气机的两类。
   (1)无压气机的空气喷气发动机
   冲压式喷气发动机,由进气道(扩压器)、燃烧室和尾喷管组成, 它利用飞行器高速飞行时,迎面气流进入发动机后减速增压后直接进入燃烧室喷油燃烧,从燃烧室出来的高温高压燃气直接进入尾喷管膨胀加速,向后喷出,产生反作用推力。它不能在静止状态或低速下起动,需要用其他助推器使航空器达到一定速度后才能起动并开始有效工作,例如在飞行器上装固体火箭发动机,或将飞行器吊装在其它飞行中的飞机上。按飞行速度冲压发动机可分为亚声速和超声速两种,通常用它作为导弹的动力。


(冲压喷气式发动机)

(脉动式空气喷气式发动机示意图)

    脉动式喷气发动机,它是空气和燃料间歇地供入燃烧室的无压气机喷气发动机。当-股空气顶开进气活门进入燃烧室后,进气话门在弹簧作用下关闭,此时喷进燃油并点火燃烧,燃烧后的高温燃气由尾喷管高速喷出,产生推力,吸开进气活门,空气又进入发动机燃烧室,重复上述过程,因此燃烧与喷气是断续的。
   (2)有压气机的空气喷气发动机
   在有压气机的空气喷气发动机中,压气机用燃烧室后的燃气涡轮来驱动,因此这类发动机又称为航空燃气涡轮发动机。
   涡轮喷气发动机,它是由驱动压气机的燃气涡轮出来的燃气在尾喷管中膨胀以高速喷出直接产生推力的发动机。

(涡轮喷气式发动机示意图)

  涡轮风扇发动机,驱动压气机的燃气涡轮出来的燃气,先在另一个涡轮(称为低压涡轮)中膨胀,以驱动一个装在压气机前面的的风扇,最后再在尾喷管中膨胀并以一定的速度喷出。在涡轮风扇发动机中,风扇出来的空气,一部分流进压气机,经过燃烧室、涡轮由尾喷管喷出,这股气流称为内涵气流,其流通部分称内涵道;另一部分由围绕内涵道的外部环形通道(称外涵道)流过,称外涵气流。流过外涵道与流过内涵道的空气流量之比称为“涵道比”。

(小涵道比涡轮风扇发动机示意图)

  涡轮螺旋桨发动机,由驱动压气机的涡轮出来的燃气,先流经一个驱动减速器的涡轮,再流入尾喷管中喷出,减速器的输出轴上安装螺旋桨。
    涡轮轴发动机,由驱动压气机的涡轮出来的燃气,先流经一个驱动减速器的涡轮,再流入尾喷管中喷出,一般用于直升机动力,减速器的输出轴以较高的转速(约8000转/分)与传动直升机旋翼的主减速器相连。

(涡轮轴发动机示意图)

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