发动机科普:涡轮喷气发动机

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发表时间:2015-11-21 21:35作者:刘大响,陈光

涡轮喷气发动机推力是气流作用在发动机内、外表面上作用力的合力,它是作用和反作用原理在喷气发动机工作时的一种应用。有些人认为喷气发动机之所以能产生推力,是因为喷出的气体向后作用到外界的空气上,外界的空气再给它以反作用力,也就是推力,以此来推动飞机向前飞行,这是一种误解。实际上如前所述,由于喷气发动机各部件的工作,流过发动机的空气流以很高的速度流出发动机,即发动机作用于这股流过发动机的气流一个很大的向后的力,这股气流即给发动机一个反作用力,这就是发动机的推力。由此也可以看出,推力是气流作用在发动机内、外表面上的轴向力之和(在某些部件上,轴向力向前,另一些部件上轴向力是向后的),这也就是发动机所产生的推动飞机向前运动的力。
    涡轮喷气发动机克服了带螺旋桨的航空活塞式发动机的主要缺点,使战斗机顺利地突破了“声障”,而且为飞机高空飞行提供了条件,使飞机从亚声速进入了超声速飞行的新时代。涡轮喷气发动机为飞机的快速发展立下了不可磨灭的功勋。但是,由于涡轮喷气发动机在获得推力的同时,却有大量仍具有一定热能、动能的高温燃气高速排出发动机,大量的能量白白损失掉了,未能最大限度的将燃油燃烧所产生的热能转变成有效功。因此,涡轮喷气发动机的使用经济性差,这是制约它继续发展的致命弱点。特别是当使用加力燃烧室时,虽然发动机推力可大幅度增加,但由尾喷管排出的燃气温度、速度均较不使用加力燃烧室时大很多,使能量损失大增,其经济性更差。
  那么,能不能发展一种既能产生大的推力、又具有低耗油率的发动机呢?答案是肯定的。从事航空发动机研究的前辈们,充分发挥了他们的聪明才智,引入了创新思维,发展了既保持涡轮喷气发动机所具有的活塞式发动机根本无法比拟的特点,又明显地提高了其经济性的发动机,即涡轮风扇发动机。从20世纪60年代开始,涡轮喷气发动机便逐步被性能更好的涡轮风扇发动机所取代。

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