【簡(jiǎn)介:】飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)有很多種形式,最早的是活塞螺旋槳飛機(jī),其發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)什么區(qū)別,也有直4、直6、V6、V8、V12等形式,通過(guò)輸出軸連接螺旋槳。
后來(lái)出現(xiàn)了星形發(fā)動(dòng)機(jī),也是活塞螺
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)有很多種形式,最早的是活塞螺旋槳飛機(jī),其發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)什么區(qū)別,也有直4、直6、V6、V8、V12等形式,通過(guò)輸出軸連接螺旋槳。
后來(lái)出現(xiàn)了星形發(fā)動(dòng)機(jī),也是活塞螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的一種,其特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)呈星形中心對(duì)稱排列,發(fā)動(dòng)機(jī)工作的時(shí)候振動(dòng)小,而且比直列和V型的散熱要好(直列發(fā)動(dòng)機(jī)和V型發(fā)動(dòng)機(jī)只有最前面的氣缸散熱最好,后面的氣缸被前面的擋住了,所以必須要用復(fù)雜的水冷散熱系統(tǒng),散熱系統(tǒng)損壞就要立即迫降,不然發(fā)動(dòng)機(jī)一會(huì)兒就過(guò)熱損壞了,星形發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸散熱條件都很好,可以用簡(jiǎn)單的風(fēng)冷冷卻,特別適合飛機(jī)使用)。
如果要飛機(jī)飛得更快,除了飛機(jī)機(jī)身、翼型的設(shè)計(jì)上要改變之外,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率也要加大。對(duì)于活塞發(fā)動(dòng)機(jī),增大功率要么增加發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù),要么增加發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。但是發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)增加會(huì)增加機(jī)頭重量,影響重心分布,增加發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)極限較低,所以對(duì)于高速發(fā)動(dòng)機(jī),活塞發(fā)動(dòng)機(jī)有很多先天不足。
后來(lái)發(fā)明了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),1928年奧匈帝國(guó)的Albert Fonó在德國(guó)注冊(cè)了沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的專利并在1932年獲得通過(guò)。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的原理非常簡(jiǎn)單:飛行時(shí)迎面氣流在通過(guò)涵道的過(guò)程中將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽?jīng)壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室與燃料混合進(jìn)行等壓燃燒,生成的高溫燃?xì)庠趪姽苤信蛎浖铀俸笈懦?,產(chǎn)生推力。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,非常適合高速飛行,但是沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)題是不能從初速為0的狀態(tài)啟動(dòng),因?yàn)榭諝鉀](méi)辦法壓縮,所以必須要有別的方式先讓飛機(jī)向前動(dòng)起來(lái)才行。如SR71就是低速用渦噴,高速用沖壓。
同樣1928年,英國(guó)克倫威爾皇家空軍學(xué)院的弗蘭克·惠特爾提出了新的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì),在1932年獲得了專利,就是后來(lái)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),其原理是發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)(可以使用電啟動(dòng))后,前面的壓氣機(jī)將空氣壓縮,然后進(jìn)入燃燒室點(diǎn)火燃燒,后面跟著的是渦輪,渦輪受燃燒室氣體膨脹推動(dòng)的作用高速旋轉(zhuǎn),為前面的壓氣機(jī)提供動(dòng)力。如米格17、F4等飛機(jī)。
渦噴的高速性能不錯(cuò),但是比較費(fèi)油,不太經(jīng)濟(jì),特別是在亞音速飛行的時(shí)候。于是后來(lái)在渦噴的基礎(chǔ)上在前面加了一個(gè)涵道(外涵道),用大面積的風(fēng)扇作為前級(jí),變成渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),這樣就能提供很好的低速飛行經(jīng)濟(jì)性。如常見(jiàn)的波音、空客、C919等客機(jī)。
如果把渦噴的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸通過(guò)減速器連到螺旋槳上,就成了渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī),低速巡航更加省油。如美國(guó)的C130等飛機(jī)。
如果不設(shè)減速器,直接把螺旋槳接在渦噴輸出軸上,就變成了槳扇發(fā)動(dòng)機(jī),槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)于一個(gè)外涵道無(wú)限大的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),速度和性能類似渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),經(jīng)濟(jì)性接近渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),但是對(duì)高速螺旋槳的加工要求特別高,目前實(shí)用的飛機(jī)非常少。