【簡介:】槳扇發(fā)動機:
槳扇發(fā)動機是一種渦輪發(fā)動機,類似于渦輪風扇發(fā)動機,但沒有風扇函道。風扇置于發(fā)動機短艙之外。和渦輪風扇發(fā)動機類似,風扇由渦輪直接帶動。在外觀上,槳扇發(fā)動機和渦
槳扇發(fā)動機:
槳扇發(fā)動機是一種渦輪發(fā)動機,類似于渦輪風扇發(fā)動機,但沒有風扇函道。風扇置于發(fā)動機短艙之外。和渦輪風扇發(fā)動機類似,風扇由渦輪直接帶動。在外觀上,槳扇發(fā)動機和渦槳發(fā)動機很相似,但渦槳發(fā)動機的螺旋槳是由渦輪通過減速器帶動的,槳扇和渦輪之間則無減速器。
由于和渦輪之間沒有減速器,因此槳扇的螺旋槳轉速非常高。因此在設計中,螺旋槳的葉型和葉片翼型都和渦槳發(fā)動機螺旋槳不同。
有的槳扇發(fā)動機采用雙渦輪雙層槳結構,兩層槳轉動方向相反,以提高效率。
由于結構類似于渦扇發(fā)動機,且沒有風扇旱道,槳扇發(fā)動機經常被稱做無限高函道比的渦扇發(fā)動機。
槳扇發(fā)動機有著渦扇發(fā)動機類似的速度和性能,但在經濟性上接近渦槳發(fā)動機。
渦輪風扇發(fā)動機:
渦輪風扇發(fā)動機(Turbofan Engine,亦稱渦扇發(fā)動機、渦輪扇發(fā)動機)是航空發(fā)動機的一種,由渦輪噴氣發(fā)動機(Turbojet,簡稱渦噴發(fā)動機)發(fā)展而成。與渦噴比較,主要特點是其首級壓縮扇葉的面積大很多,除了作為壓縮空氣的用途之外,同時也具有螺旋槳的作用,能將部分吸入的空氣通過噴氣引擎的外圍向后推。發(fā)動機核心部分空氣經過的部分稱為內涵道,僅有風扇空氣經過的核心機外側部分稱為外涵道。渦扇引擎最適合飛行速度為每小時400至2,000公里時使用,故此現(xiàn)在多數的噴氣機引擎都是采用渦扇發(fā)動機作為動力來源。
渦扇引擎的涵道比(Bypass ratio)是單位時間內不經過燃燒室的空氣質量,與通過燃燒室的空氣質量的比例。涵道比為零的渦扇引擎即是渦輪噴氣引擎。早期的渦扇引擎和現(xiàn)代戰(zhàn)斗機使用的渦扇引擎涵道比都較低。例如世界上第一款渦扇引擎,勞斯萊斯的Conway,其涵道比只有0.3。現(xiàn)代多數民用飛機引擎的涵道比通常都在5以上。涵道比高的渦輪扇引擎耗油較少,但推力卻與渦輪噴氣引擎相當,且運轉時還寧靜得多。
戰(zhàn)斗機使用低涵道比發(fā)動機,主要是因為截面積與常用飛行速度,高涵道比的發(fā)動機,截面積過大在超音速的時候阻力過大,另外在超音速的狀況下效率也會比純渦輪射噴甚至于低旁通還低,所以戰(zhàn)斗機皆使用低涵道比發(fā)動機(涵道比皆低于1),另外還有像是SR-71使用可變涵道比發(fā)動機,能夠關閉旁通部份,來增加超音速的效率,像是只在超音速飛行的協(xié)和號噴氣客機,因為長時間處于超音速狀態(tài),為了提升效率與降低成本就是使用純渦輪噴氣而無涵道比的發(fā)動機
渦輪螺旋槳發(fā)動機:
渦輪螺旋槳發(fā)動機(Turboprop Engines,或根據其發(fā)動機類型而稱為渦輪螺旋槳噴射發(fā)動機,并常簡稱為渦槳發(fā)動機是一種通常用于飛機上的燃氣渦輪發(fā)動機(gas turbine engine)。渦槳發(fā)動機的驅動原理大致上與使用活塞發(fā)動機作為動力來源的傳統(tǒng)螺旋槳飛機雷同,是以螺旋槳旋轉時所產生的力量來作為飛機前進的推進力。其與活塞式螺槳機主要的差異點除了驅動螺旋槳中心軸的動力來源不同外,還有就是渦槳發(fā)動機的螺旋槳通常是以恒定的速率運轉,而活塞動力的螺旋槳則會依照發(fā)動機的轉速不同而有轉速高低的變化。
雖然渦槳引擎的燃燒室與渦輪噴射發(fā)動機類似,但為了自排廢氣中回收較多的動力以驅動螺旋槳,渦槳引擎的渦輪(Turbine)端之扇葉級數比較高。相反的,由于渦輪噴射發(fā)動機主要的推進力都來自于熱氣直接排放至大氣中所產生的反作用力,因此其渦輪端的扇葉級距數越小越好,只需保持足夠的回收動力用來驅動壓縮端的扇葉即可。
事實上,渦槳發(fā)動機的效率亦高于渦輪風扇發(fā)動機,但是使用渦槳引擎的飛機速度通常較渦輪風扇發(fā)動機的飛機來的低。原因是渦槳引擎的涵道比通常比渦輪風扇引擎來的高,但是也造成其槳葉端部分速度很高,有產生震波的可能。另外,因渦輪轉動速度很快,使得渦輪與螺槳之間必須要有變速齒輪,來降低螺槳轉速使其葉端不要超過音速。所以使用螺槳發(fā)動機的飛機會多個變速齒輪的重量。
雖然渦輪螺旋槳發(fā)動機常用在較小型或較低速的次音速飛機上,但也有少數使用渦輪螺旋槳發(fā)動機的飛機,可以以非常接近音速的500節(jié)(約926公里/小時,或575英里/小時)的空速在空中巡航。
渦輪噴氣發(fā)動機:
渦輪噴氣發(fā)動機(簡稱渦噴發(fā)動機)[1]是一種渦輪發(fā)動機。特點是完全依賴燃氣流產生推力。通常用作高速飛機的動力。油耗比渦輪風扇發(fā)動機高。
渦噴發(fā)動機分為離心式與軸流式兩種,離心式由英國人弗蘭克·惠特爾爵士于1930年取得發(fā)明專利,但是直到1941年裝有這種發(fā)動機的飛機才第一次上天,沒有參加第二次世界大戰(zhàn),軸流式誕生在德國,并且作為第一種實用的噴氣式戰(zhàn)斗機Me-262的動力參加了1944年末的戰(zhàn)斗。
相比起離心式渦噴發(fā)動機,軸流式具有橫截面小,壓縮比高的優(yōu)點,但是需要較高品質的材料——這在1945年左右是不存在的。當今的渦噴發(fā)動機均為軸流式。