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噴氣式飛機的原理

作者:Anita 發(fā)布時間: 2021-12-31 18:07:42

簡介:】利用牛頓反作用力的第三定律。
發(fā)動機前面裝有空氣壓縮機,現(xiàn)代壓縮機分為7--9級,壓縮機轉子周圈裝滿葉片,發(fā)動機啟動后,壓縮機旋轉吸入外界的空氣,外界的空氣進入導向器以后,壓縮

利用牛頓反作用力的第三定律。

發(fā)動機前面裝有空氣壓縮機,現(xiàn)代壓縮機分為7--9級,壓縮機轉子周圈裝滿葉片,發(fā)動機啟動后,壓縮機旋轉吸入外界的空氣,外界的空氣進入導向器以后,壓縮機把氣體一級一級向后壓,氣體的濃度越來越濃,壓力也就越來越大,當氣體通過最后一級后,氣體壓力增大很多倍。

然后進入燃燒室,在燃燒室里,噴電打火,噴油燃燒,因氣體中含有氧氣,氣體燃燒膨脹,向后噴出,燃燒室后面是渦輪,渦輪軸上裝渦輪盤,渦輪盤周圈裝滿葉片,渦輪分7―13級。

通過渦輪旋轉再一級一級向后壓,氣體通過發(fā)動機后部的渦輪一級一級壓縮,壓力再提高幾百倍,最后,通過尾部噴口噴出。產生反作用力,使飛機向前飛。

擴展資料:

優(yōu)勢:螺旋槳飛機是靠螺旋槳旋轉時產生的力來使飛機向前飛行的。但是當螺旋槳的轉速和飛機的飛行速度達到一定程度時,就無法再靠加快螺旋槳轉速使飛機更快了。

劣勢:低空低速性能相比螺旋槳的要差,還有最致命的就是發(fā)動機了,噴氣機的一切性能最根本還是發(fā)動機,高空高速情況下對發(fā)動機依賴很大。一旦發(fā)動機故障了就失去動力,而飛機本身比螺旋槳飛機重多了,滑翔性能差,考驗飛行員的時候到了,弄不好就得失去生命。

噴氣式戰(zhàn)機,尤指戰(zhàn)機,空中戰(zhàn)斗變成是更困難的一種任務,因為開火的最佳時機變得只在一瞬之間。雖然有了制導導彈,但是制導導彈會被干擾,機炮打擊也很重要。

參考資料來源:百度百科――噴氣式飛機

樓上說得沒錯,當氣球的出氣口向左噴出時,氣球就向右運動。氣球噴出的氣的方向總是與它前進的方向相反。這就是噴氣式飛機飛行的原理。這種現(xiàn)象叫反沖現(xiàn)象。 航空噴氣發(fā)動機來自十分古老的渦輪技術,其發(fā)展歷程可以追朔得很遠。古代中國的水排、“走馬燈”和古代羅馬的水輪機等,都包含著它的原理。 這種原理在我國古代就曾為人們所利用。宋朝發(fā)明的帶火藥的火箭,就是運用這種原理?;鸺嫌袀€紙筒,里面裝滿火藥。火藥燃燒的時候,產生一股強烈的氣流從尾部噴射出去,利用噴射氣流的反作用力,火箭就能飛快地前進。但是,人們真正地完整地認識這個原理,還是20世紀初葉的事。俄國的科學家齊奧爾科夫斯基1903年出版的《利用噴氣工具研究宇宙空間》一書,闡明了火箭飛行理論,論述了將火箭用于星際交通的可能性,提出了液體燃料火箭的思想和原理圖,并完成了世界上第一架噴氣發(fā)動機的計算。這些,為制造噴氣式飛機提供了理論依據(jù)。在解答你噴氣式飛機的原理之前,要先講一下噴氣式發(fā)動機的原理,它和螺旋槳發(fā)動機不同,是靠空氣和煤油燃燒后所產生的大量高溫高壓氣體,向后噴射而形成動力。 1928年,德國人保羅?施米特設計出了沖壓式噴氣發(fā)動機。但是,最初研制出的沖壓發(fā)動機壽命短、振動大,根本無法在載人飛機上使用。于是1934年時,施米特和G?馬德林提出了以沖壓發(fā)動機為動力的“飛行炸彈”,即導彈。 沖壓發(fā)動機由進氣道(也稱擴壓器)、燃燒室、推進噴管三部組成,利用迎面氣流進入發(fā)動機后減速、提高靜壓的過程。這一過程不需要高速旋轉的復雜的壓氣機,是沖壓噴氣發(fā)動機最大的優(yōu)勢所在。進氣速度為3倍音速時,理論上可使空氣壓力提高37倍,效率很高。高速氣流經擴張減速,氣壓和溫度升高后,進入燃燒室與燃油混合燃燒。燃燒后溫度為2000一2200℃,甚至更高,經膨脹加速,由噴口高速排出,產生推力。因此,沖壓發(fā)動機的推力與進氣速度有關。以3倍音速進氣時,在地面產生的靜推力可高達2OO千牛。 沖壓發(fā)動機的優(yōu)勢在于構造簡單、重量輕、體積小、推重比大、成本低。簡單的說就是一個帶燃油噴嘴和和點火裝置的筒子。因此常用于無人機、靶機、導彈等低成本或一次性的飛行器。同時由于推重比遠大于其他類型的噴氣發(fā)動機,非常適合驅動高超音速飛行器,如空天飛機、先進反艦導彈等。 但沖壓發(fā)動機沒有壓氣機,就不能在地面靜止情況下啟動,所以不適合作為普通飛機的動力裝置。通常的解決方法是增加一個助推器,使飛行器獲得一定的飛行速度,然后再啟動沖壓發(fā)動機。最常見的助推器為火箭發(fā)動機。此外也可由其他飛行器掛載僅裝有沖壓發(fā)動機的飛行器,飛行到一定速度后,再將僅用沖壓發(fā)動機的飛行器投放。 50年代,美國的NACA(即NASA 美國航空航天管理局的前身)對渦扇發(fā)動機進行了非常重要的科研工作。55到56年研究成果轉由通用電氣公司(GE)繼續(xù)深入發(fā)展。GE在1957年成功推出了CJ805-23型渦扇發(fā)動機,立即打破了超音速噴氣發(fā)動機的大量紀錄。但最早的實用化的渦扇發(fā)動機則是普拉特?惠特尼(Pratt & Whitney)公司的JT3D渦扇發(fā)動機。實際上普?惠公司啟動渦扇研制項目要比GE晚,他們是在探聽到GE在研制CJ805的機密后,匆忙加緊工作,搶先推出了了實用的JT3D。 渦輪風扇發(fā)動機的妙處,就在于既提高渦輪前溫度,又不增加排氣速度。渦扇發(fā)動機的結構,實際上就是渦輪噴氣發(fā)動機的前方再增加了幾級渦輪,這些渦輪帶動一定數(shù)量的風扇。風扇吸入的氣流一部分如普通噴氣發(fā)動機一樣,送進壓氣機(術語稱“內涵道”),另一部分則直接從渦噴發(fā)動機殼外圍向外排出(“外涵道”)。因此,渦扇發(fā)動機的燃氣能量被分派到了風扇和燃燒室分別產生的兩種排氣氣流上。這時,為提高熱效率而提高渦輪前溫度,可以通過適當?shù)臏u輪結構和增大風扇直徑,使更多的燃氣能量經風扇傳遞到外涵道,從而避免大幅增加排氣速度。這樣,熱效率和推進效率取得了平衡,發(fā)動機的效率得到極大提高。效率高就意味著油耗低,飛機航程變得更遠。渦輪噴氣發(fā)動機簡稱渦噴發(fā)動機,1930年,英國人弗蘭克?惠特爾獲得了燃氣渦輪發(fā)動機專利,這是第一個具有實用性的噴氣發(fā)動機設計。11年后他設計的發(fā)動機首次飛行,從而成為了渦輪噴氣發(fā)動機的鼻祖。渦噴發(fā)動機通常由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成。部分軍用發(fā)動機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦噴發(fā)動機屬于熱機,做功原則同樣為:高壓下輸入能量,低壓下釋放能量。 渦輪噴氣發(fā)動機的原理類似與火箭,依據(jù)反作用力原理。噴氣時代的標志,便是渦輪噴氣式發(fā)動機作為新型動力裝置的誕生。其工作原理是:空氣經過壓氣機壓縮后進入燃燒室與燃料混合燃燒;膨脹的燃氣進入與壓氣機同軸的渦輪并推動渦輪旋轉,使壓氣機正常工作;從渦輪中流出的燃氣經尾噴管膨脹后,高速向后噴出,根據(jù)牛頓第三定律,作用在物體上的力都有大小相等方向相反的反作用力,從而產生巨大的反作用力推動飛機前進。 然而在真實環(huán)境下工作時,發(fā)動機首先從進氣道吸入空氣。這一過程并不是簡單的開個進氣道即可,由于飛行速度是變化的,而壓氣機對進氣速度有嚴格要求,因而進氣道必需可以將進氣速度控制在合適的范圍。并且在起飛階段,渦輪是不轉的,自然壓氣機也不能轉,所以外面有一個電動機在開始時會啟動,帶動壓氣機轉動吸入空氣。隨后高壓氣流進入燃燒室。燃燒室的燃油噴嘴射出油料,與空氣混合后點火,產生高溫高壓燃氣,向后排出。高溫高壓燃氣向后流過高溫渦輪,部分內能在渦輪中膨脹轉化為機械能,驅動渦輪旋轉。由于高溫渦輪同壓氣機裝在同一條軸上,因此也驅動壓氣機旋轉,從而反復的壓縮吸入的空氣。從高溫渦輪中流出的高溫高壓燃氣,在尾噴管中繼續(xù)膨脹,以高速從尾部噴口向后排出。這一速度比氣流進入發(fā)動機的速度大得多,從而產生了對發(fā)動機的反作用推力,驅使飛機向前飛行。 目前航空渦輪發(fā)動機可分為渦扇,渦槳,渦噴及渦軸等幾種.他們的工作原理大同小異,都是前端的壓氣機產生高壓空氣,高壓空氣在燃燒室內與燃料混和被點燃,產生高溫高壓的燃氣,推動后端的渦輪,渦輪與壓氣機同軸給壓氣機傳輸功以繼續(xù)產生高壓氣體. 對于渦噴發(fā)動機,高溫燃氣的膨脹功除了帶動渦輪外,其余都形成高速射流產生推力;對于渦扇和渦槳發(fā)動機,高溫燃氣還要帶動另外的渦輪,為風扇和螺旋槳傳輸功率以產生推力,余下的燃氣膨脹功只是很小一部分.對于渦軸發(fā)動機,高溫燃氣帶動渦輪產生軸功帶動直升飛機旋翼(也可作為其他軸功輸出).另外,前面我講到:是靠空氣和煤油燃燒后所產生的大量高溫高壓氣體,向后噴射而形成動力。許多人都有一種錯覺,認為飛機全都燒汽油。其實并不是這樣,現(xiàn)代噴氣式飛機就是選擇煤油作燃料的。 噴氣式飛機發(fā)動機工作原理和活塞式發(fā)動機有所不同,它的燃燒過程并不是間斷進行的。燃料點燃,以后就可以燃燒到發(fā)動機斷油。所以,不要求燃料有相當好的蒸發(fā)性,燒汽油就顯得大材小用了。不但這樣,現(xiàn)代噴氣式飛機飛得高、而且速度快,于是帶來一個很大的問題:處在高空飛行的飛機,因為空氣相當稀薄,大氣壓力也小,而且燃料處于低壓狀態(tài),通常在這種環(huán)境下,假如以汽油為燃料,油箱以及油路中的汽油就會馬上沸騰,從而產生許多油蒸汽,阻塞油路,造成“氣塞”。發(fā)動機也會由于得不到燃料而在空中停車,從而造成機毀人亡的嚴重飛行事故。為了防止“氣塞”出現(xiàn),噴氣式飛機也只能采用沸騰溫度十分高、而且不易蒸發(fā)的煤油作燃料了。 此外,煤油的潤滑性要比汽油好得多,而汽油會使發(fā)動機各個機件潤滑性能變差,極大縮短發(fā)動機的使用壽命,因此這也是噴氣式飛機燒煤油的另外一個原因。 民航噴氣式飛機使用航空煤油,航天飛機的助推器攜帶500噸的鋁粉做燃料,軌道飛行器的燃料主要由外面橘黃色的燃料箱供給,里面有700噸液氧和100噸液氫,作為軌道飛行器的燃料。 好了,以上對你的解答基本上是深入淺出,你應該可以對噴氣式飛機的基本原理有個大致的了解啦,哈哈。

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