战机发动机的工作原理是什么?

小编:优质农业网   人气:0℃   发布时间:2025-03-13 16:22:10
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一、战斗机涡扇喷气发动机的工作原理现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种,就必须遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。因此,从产生输出能量的原理上讲,喷气式发动机和活塞式发动机是相同的,都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段,不同的是,在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的,但在喷气发动机中则是连续进行的,气体依次流经喷气发动机的各个部分,就对应着活塞式发动机的四个工作位置。

战机发动机的工作原理是什么?

空气首先进入的是发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而压气机适应的来流速度是有一定的范围的,因而进气道的功能就是通过可调管道,将来流调整为合适的速度。在超音速飞行时,在进气道前和进气道内气流速度减至亚音速,此时气流的滞止可使压力升高十几倍甚至几十倍,大大超过压气机中的压力提高倍数,因而产生了单靠速度冲压,不需压气机的冲压喷气发动机。

进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的,空气流过压气机时,压气机工作叶片对气流做功,使气流的压力,温度升高。在亚音速时,压气机是气流增压的主要部件。

从燃烧室流出的高温高压燃气,流过同压气机装在同一条轴上的涡轮。燃气的部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,带动压气机旋转,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。经过燃烧后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀比远小于压气机中的压缩比,涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多,发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。

从涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。

一般来讲,当气流从燃烧室出来时的温度越高,输入的能量就越大,发动机的推力也就越大。但是,由于涡轮材料等的限制,目前只能达到1650K左右,现代战斗机有时需要短时间增加推力,就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,由于加力燃烧室内无旋转部件,温度可达2000K,可使发动机的推力增加至1.5倍左右。其缺点就是油耗急剧加大,同时过高的温度也影响发动机的寿命,因此发动机开加力一般是有时限的,低空不过十几秒,多用于起飞或战斗时,在高空则可开较长的时间。

随着航空燃气涡轮技术的进步,人们在涡轮喷气发动机的基础上,又发展了多种喷气发动机,如根据增压技术的不同,有冲压发动机和脉动发动机;根据能量输出的不同,有涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺桨风扇发动机等。

喷气发动机尽管在低速时油耗要大于活塞式发动机,但其优异的高速性能使其迅速取代了后者,成为航空发动机的主流二、航天火箭发动机迄今为止,人类从事的最神奇的事业就是太空探索了。它的神奇之处很大程度上是因为它的复杂性。太空探索是非常复杂的,因为其中有太多的问题需要解决,有太多的障碍需要克服。所面临的问题包括: 太空的真空环境 热量处理问题 重返大气层的难题 轨道力学 微小陨石和太空碎片 宇宙辐射和太阳辐射 在无重力环境下为卫生设施提供后勤保障 但在所有这些问题中,最重要的还是如何产生足够的能量使太空船飞离地面。于是火箭发动机应运而生。 一方面,火箭发动机是如此简单,您完全可以自行制造和发射火箭模型,所需的成本极低(有关详细信息,请参见本文最后一页上的链接)。而另一方面,火箭发动机(及其燃料系统)又是如此复杂,目前只有三个国家曾将自己的宇航员送入轨道。在本文中,我们将对火箭发动机进行探讨,以了解它们的工作原理以及一些与之相关的复杂问题。 火箭发动机基本原理

火箭发动机工作原理

当大多数人想到马达或发动机时,会认为它们与旋转有关。例如,汽车里的往复式汽油发动机会产生转动能量以驱动车轮。电动马达产生的转动能量则用来驱动风扇或转动磁盘。蒸汽发动机也用来完成同样的工作,蒸汽轮机和大多数燃气轮机也是如此。 火箭发动机则与之有着根本的区别。它是一种反作用力式发动机。火箭发动机是以一条著名的牛顿定律作为基本驱动原理的,该定律认为“每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”。火箭发动机向一个方向抛射物质,结果会获得另一个方向的反作用力。

也许不用两年,您就会看到第一辆气动汽车在您的小镇上“招摇过市”。而它很可能就是位于法国Brignoles的Zero Pollution Motors公司正在开发的e.Volution汽车。近几年来,e.Volutions汽车已经引起了广泛的关注。墨西哥政府已经签署了一笔购买4万辆e.Volutions汽车的交易订单,用以替代污染严重的墨西哥城内的汽油和柴油出租车。

e.Volution的制造商宣称该车是低污染或零污染。不过,目前关于这种气动汽车对环境的影响仍有争议。制造商认为,汽车是借助空气动力来行驶的,因此对环境没有危害;而批评家则认为,气动汽车只不过是将空气污染从尾气排放环节转移到了发电厂等其他环节。的确,这类汽车需要依靠电力压缩储气罐中的空气,而电力的供应又需要消耗矿物燃料。

e.Volution汽车使用一个双缸压缩空气发动机来驱动。这种发动机的基本理念非常独特:既可以只使用压缩空气驱动,也可以当作内燃发动机使用。压缩空气存储在碳纤维材料或玻璃纤维材料的储气罐中,罐内压力约为30兆帕(MPa)。罐内空气通过空气喷射器进入发动机的一个狭小气室,促使空气膨胀。膨胀后的空气会向下推动活塞,从而转动曲轴为汽车提供动力。Zero Pollution Motors还在开发既可以使用传统燃料又可以使用空气动力驱动的混合动力发动机。这两种动力能源的转换通过电子设备来控制。如果汽车的运行速度低于60公里/小时,它就会使用空气动力行驶。如果高于此速度,则会依靠汽油、柴油或天然气提供动力。

储气罐安装在汽车底部,可以容纳约300公升的空气。这些压缩空气能够支撑e.Volution汽车行驶200公里,最高时速度可达96.5公里。当储气罐中的空气快要耗尽时,只要就近停靠气泵站,对e.Volution汽车加气之后便可继续行驶。如果使用民用电充气,充满压缩气罐大约需要4个小时。但若有高压气泵,3分钟即可充满。

这辆汽车的发动机确实需要使用机油,但用量微乎其微,每行驶5万公里仅需要0.8升机油。该汽车将配备自动变速器、后轮驱动和齿条齿轮转向装置,轴距为2.89米。车重约为700公斤,长约3.81米,宽1.71米,高1.74米。

2000年10月,e.Volution汽车在南非约翰内斯堡举行的非洲2000年汽车博览会上首次公开亮相。Zero Pollution公司声称,该汽车将于2002年推向南非市场,但没有提到是否要在其他国家和地区销售。

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