【簡(jiǎn)介:】一、直升飛機(jī)為什么不采用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為前進(jìn)的動(dòng)力?直升機(jī)現(xiàn)在有它專門的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī),渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力。旋翼不僅可以提供上升下降的動(dòng)力,還能變換角度提供
一、直升飛機(jī)為什么不采用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為前進(jìn)的動(dòng)力?
直升機(jī)現(xiàn)在有它專門的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī),渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力。旋翼不僅可以提供上升下降的動(dòng)力,還能變換角度提供向各個(gè)方向的動(dòng)力。
主要考慮的直升機(jī)的用途,現(xiàn)在是把它定位在山區(qū)運(yùn)輸,救援等這些地勢(shì)險(xiǎn)峻,難度比較大的工作上。
所以直升機(jī)要求操作細(xì)微,如果用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的話,動(dòng)力大,不能進(jìn)行局部微小的移動(dòng),而且更加做不到懸停。
再說(shuō)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)都是用在流線形體的飛機(jī)上的,像直升機(jī)這種形體配上渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),飛起來(lái)的話氣流紊亂,阻力特別大,更減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
二、垂直起落飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)及缺陷?
垂直起落技術(shù)的飛機(jī)機(jī)動(dòng)靈活,具有常規(guī)飛機(jī)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也有許多重大的缺點(diǎn)。
首先是航程短,由于要實(shí)現(xiàn)垂直起落,飛機(jī)的起飛重量只能是發(fā)動(dòng)機(jī)推力的83%-85%,這就使飛機(jī)的有效載荷大大受到限制,影響了飛機(jī)的載油量和航程。
同時(shí),飛機(jī)垂直起飛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最大狀態(tài),耗油量極大,也限制了飛機(jī)的作戰(zhàn)半徑。
例如“鷂”式飛機(jī)的載重量為1060千克時(shí),作戰(zhàn)半徑只有92公里。所以在實(shí)際使用中,“鷂”式飛機(jī)盡量使用短距起飛的方式,以延長(zhǎng)飛機(jī)的航程。因此,垂直起落飛機(jī)又稱為垂直/短距起落飛機(jī)。另外,由于垂直起落飛機(jī)在實(shí)戰(zhàn)中,經(jīng)常需要分散在野外,所以它的維護(hù)也非常的困難。垂直起降技術(shù)雖然存在一些重大弱點(diǎn),但這些弱點(diǎn)正在得到明顯改善,前景非常值得看好。
例如,將會(huì)最早服役的F-35B,機(jī)身重約27噸,能夠攜帶6噸武器,而且是隱形飛機(jī)。
在垂直起飛模式下,F(xiàn)-35B可攜帶武器的重量約為“鷂”式戰(zhàn)斗機(jī)的兩倍,其作戰(zhàn)半徑約為800千米大約也是“鷂”式戰(zhàn)斗機(jī)的兩倍[1]。
在美軍中,F(xiàn)-35B戰(zhàn)機(jī)將取代AV-8B。
三、渦輪飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)?
飛機(jī)的空氣渦輪啟動(dòng)機(jī)是起的作用:噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)自主工作需要預(yù)先要達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速,然后才能點(diǎn)火成功并自行運(yùn)轉(zhuǎn),起動(dòng)機(jī)就是帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的裝置。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。 航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和循環(huán)過(guò)程,決定了它不能象汽車發(fā)動(dòng)機(jī)那樣自主的點(diǎn)火起動(dòng)。因?yàn)椋陟o止的發(fā)動(dòng)機(jī)中直接噴油點(diǎn)火,因?yàn)閴簹鈾C(jī)沒(méi)有旋轉(zhuǎn),前面空氣沒(méi)有壓力,就不能使燃?xì)庀蚝罅鲃?dòng),也就無(wú)法使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),這樣會(huì)燒毀燃燒室和渦輪導(dǎo)向葉片。 所以,燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特點(diǎn)就是:先要?dú)饬髁鲃?dòng),再點(diǎn)火燃燒,也即是發(fā)動(dòng)機(jī)必須要先旋轉(zhuǎn),再起動(dòng)。這就是矛盾,發(fā)動(dòng)機(jī)還沒(méi)起動(dòng),還沒(méi)點(diǎn)火,卻要它先轉(zhuǎn)動(dòng)。 根據(jù)這個(gè)起動(dòng)特點(diǎn),就必須在點(diǎn)火燃燒前先由其他能源來(lái)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。 在以前的小功率發(fā)動(dòng)機(jī)上,帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)一定轉(zhuǎn)速所需的功率小,就采用了起動(dòng)電機(jī)來(lái)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),如用于國(guó)產(chǎn)運(yùn)-7,運(yùn)-8飛機(jī)的渦槳5、渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī)。 但是隨著大推力發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn),用電動(dòng)機(jī)已無(wú)法提供如此大的能量來(lái)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),達(dá)到點(diǎn)火燃燒時(shí)的轉(zhuǎn)速了,因此需要更大的能源來(lái)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),這時(shí),采用APU,產(chǎn)生壓縮空氣,用氣源代替電源來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)成為了現(xiàn)在所有高涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式。 起動(dòng)機(jī)按照工作原理分為直流電起動(dòng)機(jī)、汽油起動(dòng)機(jī)、壓縮空氣起動(dòng)機(jī)等。內(nèi)燃機(jī)上大都采用的是直流電起動(dòng)機(jī),其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單且便于維護(hù)。汽油起動(dòng)機(jī)是一種帶有離合器與變速機(jī)構(gòu)的小型汽油機(jī),功率大且受氣溫影響較小,可起動(dòng)大型內(nèi)燃機(jī),并適用于高寒地帶。壓縮空氣起動(dòng)機(jī)分為兩類,一種是將壓縮空氣按照工作順序打入氣缸,一種是使用氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)飛輪。壓縮空氣起動(dòng)機(jī)的用途接近于汽油起動(dòng)機(jī),通常用于大型內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)。
四、渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別?
如果核心機(jī)產(chǎn)生的燃?xì)獗恢苯訌奈矅姽芘懦?,那么這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就叫做“渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)”。當(dāng)然現(xiàn)代渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)大多是雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī),即以核心機(jī)為高壓級(jí),在核心機(jī)兩端再加上一組低壓壓氣機(jī)和低壓渦輪。但是渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一定是直接排出燃?xì)猱a(chǎn)生推力的。
如果核心機(jī)產(chǎn)生的燃?xì)獗挥脕?lái)推動(dòng)一個(gè)渦輪,而渦輪又帶動(dòng)一組風(fēng)扇,由風(fēng)扇和核心機(jī)排出的燃?xì)夤餐a(chǎn)生推力,這就是渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)一定有兩個(gè)氣路,一個(gè)是風(fēng)扇產(chǎn)生的冷氣路,一個(gè)是核心機(jī)排出的燃?xì)饨?jīng)過(guò)低壓渦輪后剩余的高溫氣體。兩路氣體同時(shí)向后排出,產(chǎn)生推力。
渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的效率高,油耗低,但是技術(shù)復(fù)雜,造價(jià)昂貴。
五、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)?
渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
1. 高效率:渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是空氣交匯式發(fā)動(dòng)機(jī),進(jìn)行大量的空氣加速,利用空氣的動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪和風(fēng)扇,可以比其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)更有效地利用燃料,提高整機(jī)的燃油效率。
2. 高推力:渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有高推力和高速度,可以提供更好的性能和更高的運(yùn)作效率。
3. 低噪音:渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)作時(shí)生成的噪音相對(duì)較低,比其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)更容易被人接受,因此更適合在人口密集地區(qū)使用。
4. 易于維護(hù):渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)楹?jiǎn)單的結(jié)構(gòu)組合以及缺乏活塞以及其他部件,基本不需要頻繁維護(hù),可靠性非常高。
渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn):
1. 大量的空氣加速意味著發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壓力會(huì)變得非常熱,往往需要利用涂覆材料來(lái)避免進(jìn)風(fēng)口和附加式葉片的受損。
2. 由于復(fù)雜的輪葉負(fù)載,渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)部件多且成本也較高,需要高精度制造和優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3. 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的太高的效率歸因于它擁有的部分維護(hù)風(fēng)險(xiǎn),比如磨損和劃痕造成的修補(bǔ)工作,不得不經(jīng)常保養(yǎng)或修復(fù),這些都可能對(duì)多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)部分的壽命產(chǎn)生影響。
六、飛機(jī)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口為什么不是規(guī)則圓的?
你觀察很仔細(xì),波音737的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的確不是圓型的,它之所以這樣做,是因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)吊倉(cāng)的位置比較低,在接近地面的下部位置,進(jìn)氣口唇部有少許的拉平,這樣就能使得下部能與地面的距離稍許遠(yuǎn)離,這樣能盡可能減少沙礫進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)或者與地面相刮蹭的可能性。
七、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)如何啟動(dòng)?
渦輪啟動(dòng)需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約為1000轉(zhuǎn)左右,而怠速轉(zhuǎn)速平均800轉(zhuǎn)上下,所以汽車的整個(gè)啟動(dòng)流程無(wú)需考慮增壓器的影響,甚至空調(diào)壓縮機(jī)也不用管,因?yàn)閱?dòng)瞬間壓縮機(jī)是斷電的,只是在啟動(dòng)后才會(huì)通電開始運(yùn)行;也就是說(shuō)汽車啟動(dòng)時(shí)是做單純的啟動(dòng)動(dòng)作,其他都是啟動(dòng)之后的事情。
八、什么是渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)?
渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn) : 推力大、推進(jìn)效率高、噪音低、燃油消耗率低,飛機(jī)航程遠(yuǎn)。
缺點(diǎn) : 風(fēng)扇直徑大,迎風(fēng)面積大,因而阻力大,發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)難度大。 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理: 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)全稱為渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbofan)是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的一種,由渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbojet)發(fā)展而成。 與渦輪噴氣比較,主要特點(diǎn)是首級(jí)壓縮機(jī)的面積大很多,同時(shí)被用作為空氣螺旋槳(扇),將部分吸入的空氣通過(guò)噴射引擎的外圍向後推。
發(fā)動(dòng)機(jī)核心部分空氣經(jīng)過(guò)的部分稱為內(nèi)涵道,僅有風(fēng)扇空氣經(jīng)過(guò)的核心機(jī)外側(cè)部分稱為外涵道。
渦扇引擎最適合飛行速度400至1,000公里時(shí)使用,因此現(xiàn)在多數(shù)的飛機(jī)引擎都采用渦扇作為動(dòng)力來(lái)源。
九、全球最大渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)?
GE- 9X發(fā)動(dòng)機(jī)。
是美國(guó)領(lǐng)先世界的標(biāo)志,很可能被拜登大肆鼓吹。
雖然尚未在軍事領(lǐng)域運(yùn)用,但GE- 9X發(fā)動(dòng)機(jī)將來(lái)可能被重載運(yùn)輸機(jī)采用,從而獲取進(jìn)一步的顯著優(yōu)勢(shì),其它國(guó)家短期內(nèi)想要追趕更是不現(xiàn)實(shí)的。
十、什么是渦輪風(fēng)扇加力發(fā)動(dòng)機(jī)?
加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是指在渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)后加裝一個(gè)加力燃燒室,讓前端產(chǎn)生的尾氣與燃?xì)庵匦氯紵a(chǎn)生更大推力的發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)榧恿θ紵沂抢脺u輪后已經(jīng)膨脹了的空氣進(jìn)行二次噴油燃燒,使其進(jìn)一步膨脹做功。這種加力發(fā)動(dòng)看一般用于超音速戰(zhàn)斗機(jī)。