喷气发动机
Baike · 2010-03-26 08:44 · 31627 次点击
data/attachment/portal/201111/06/144219kfuoffzf6zz3sn9e.jpg喷气发动机
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历史
组成
原理
分类
使用燃料
历史
data/attachment/portal/201111/06/144249l5zqtawq9nsuuq90.jpg惠特尔试验首台喷气发动机
早在1913年,法国工程师雷恩·洛兰就获得了一项喷气发动机的专利,但这是一种冲压式喷气发动机,在当时的低速下根本无法工作,而且也缺乏所需的高温耐热材料。1930年,弗兰克·惠特尔取得了他使用燃气涡轮发动机的第一个专利,但直到11年后,他的发动机在完成其首次飞行,弗兰克·惠特尔的这种发动机形成了现代涡轮喷气发动机的基础。
在第二次世界大战期间,惠特尔和奥海因继续进行研究,当然还是各自为政,因为英国和德国正处于交战状态。看来对于无论哪个国家来说,能拥有可快速制造的用喷气发动机来推进的航空器,都将是巨大的军事优势。结果,德国人于1939年生产了第一架可飞行的喷气式飞机—“海因克尔HE-178”。英国随后在1941年有了”格洛斯特E-28”。
组成
data/attachment/portal/201111/06/144250hhjgz58nj6u6amjn.jpg喷气发动机
喷气发动机包括有一个含有排气孔的壳体;一个设置在壳体内的可旋转的转子,转子固定地安装在轴承支承的输出轴上;至少一个安装在转子周边部的通过燃气燃烧产生推进动力使转子转动的喷射装置,喷射装置包括一个含有喷气口的燃烧室、一个点火装置和一根输氧气管、一根输氢气管组成。
原理
根据牛顿第三定律,作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。喷气发动机在工作时,从前端吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,在此过程中,发动机向气体施加力,使之向后加速,气体也给发动机一个反作用力,推动飞机前进。
喷气发动机用类似于发动机/螺旋桨组合的方式产生推力。二者均靠将大量气体向后推来推进飞机,一种是以比较低速的大量空气滑流的形式,而另一种是以极高速的燃气喷气流形式。
分类
冲压喷气发动机实际上是一种气动热力涵道。它没有任何主要旋转零件,只包含一个扩张形进气涵道和一个收敛形或者收敛-扩张形出口。当由外部能源强迫其向前运动时,空气被迫进入进气道。当它流过这一扩散形涵道时,其速度或动能降低,而压力能增加。尔后,靠燃油的燃烧来增加其总能量,膨胀的燃气通过出口涵道高速排入大气。
冲压喷气发动机常作为导弹和靶机的动力装置,但单纯的冲压喷气发动机不适于作为普通飞机动力装置,因为在它产生推力前,要求向它施加向前的运动。
data/attachment/portal/201111/06/1442508z8zdw9zcmhids8d.gif冲压喷气发动机
脉冲喷气发动机采用间歇燃烧原理。与冲压喷气发动机不同,它能在静止状态工作。这种发动机是由类似冲压喷气发动机的一种空气动力涵道构成。
它的压力较高,结构比较坚实。进气涵道有许多进气“活门”,在弹簧拉力作用下处于打开位置,通过打开的活门空气进入燃烧室,并靠燃烧喷入燃烧室中去的燃油得到加热,由此引起的膨胀使压力升高,迫使活门关闭,然后膨胀的燃气向后喷出;排气造成降压,使活门重新开启。
data/attachment/portal/201111/06/144250aewtzcloys6666on.gif脉冲喷气发动机
data/attachment/portal/201111/06/144250yya3u5h32h3u317w.gif脉冲喷气发动机
涡轮喷气式发动机应用于喷气推进避免了火箭和冲压喷气发动机固有的弱点,因为采用了涡轮驱动的压气机,因此在低速时发动机也有足够的压力来产生强大的推力。
涡轮喷气发动机按照“工作循环”工作。它从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”。因而,纯涡轮喷气发动机最适合较高的飞行速度。
data/attachment/portal/201111/06/144251bu1wdw42ftk344r3.gif涡轮喷气式发动机
使用燃料
data/attachment/portal/201111/06/144251upw0301c33w0l8zl.jpg航空煤油
喷气发动机使用的主要是石油烃燃料,它根据沸点的不同分为三类:宽馏分型(沸点范围60℃~280℃),煤油型(沸点范围150℃~280℃),重馏分型(沸点范围190℃~315℃)。通常使用的是航空煤油。