【簡(jiǎn)介:】都是推幾十噸的大鐵物件!為什么飛機(jī)起飛或者空中飛行時(shí)候后面沒有火龍!而火箭卻有長(zhǎng)達(dá)幾十米上百米的噴火?
因?yàn)轱w機(jī)與火箭的原理根本不一樣,并非屁股噴火就代表兩者是同一個(gè)技
都是推幾十噸的大鐵物件!為什么飛機(jī)起飛或者空中飛行時(shí)候后面沒有火龍!而火箭卻有長(zhǎng)達(dá)幾十米上百米的噴火?
因?yàn)轱w機(jī)與火箭的原理根本不一樣,并非屁股噴火就代表兩者是同一個(gè)技術(shù)。
火箭采用的是工質(zhì)噴射反作用力的方式飛行,而噴氣式飛機(jī)則采用的是渦輪噴氣加伯努利原理在飛行。
說人話就是,火箭純靠憋死了噴,飛機(jī)是吸氣憋氣吐氣還得帶翅膀。
火箭上天靠的是純粹的噴射力量,裝多少藥它噴多遠(yuǎn),與我們玩的二踢腳沒啥特別大的區(qū)別。
所以火箭的推力一般用“比沖”這個(gè)概念,這是一種對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)燃燒效率的描述,簡(jiǎn)單的說即:多少推進(jìn)劑,帶來多大沖量。這是個(gè)動(dòng)量問題,噴射流量越大,則噴速越快,比推力越大。
噴氣式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)從原理上就與火箭不一樣,火箭是噴出工質(zhì),而飛機(jī)的航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)其實(shí)是加熱加壓空氣。
除此以外,飛機(jī)還要靠流體力學(xué)來提供升力,否則都像火箭那么飛,灌多少燃料也不夠。
飛機(jī)的外形提供流體條件,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)則負(fù)責(zé)將空氣吸入并加熱膨脹,形成壓力,然后從尾噴口噴出來,推進(jìn)飛機(jī)加速前進(jìn)。當(dāng)速度遇到產(chǎn)生足夠的氣壓差,飛機(jī)也就獲得了升力。
現(xiàn)代的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)擁有內(nèi)外兩層通氣涵道,內(nèi)涵道由高壓壓氣機(jī)進(jìn)入,提供高溫高壓,外涵道從低壓壓氣機(jī)進(jìn)入,二者的氣流在尾噴端混合,減小噴口的氣流流速和溫度,提高推進(jìn)效率,還能降噪。
也就是說,噴氣式飛機(jī)噴出來的那點(diǎn)火焰,其實(shí)只是內(nèi)涵道燃燒室的高壓燃?xì)飧邷亓T了。非加力狀態(tài)的戰(zhàn)斗機(jī)其實(shí)火焰并不明顯,相反現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)還都在想辦法減小這部分的紅外特征。
又長(zhǎng)又明顯的火焰多出自“加力燃燒室”,這種設(shè)置其實(shí)就是再增加一個(gè)燃燒室,然后往里面噴航空煤油,加大燃燒能量,強(qiáng)行增壓。
這種時(shí)候會(huì)讓尾噴口吐出很長(zhǎng)的火焰,某些飛機(jī)因?yàn)榧恿θ紵怀浞?,還會(huì)有不小的黑煙。
某些飛機(jī)的加力燃燒可以做得非常驚人,比如F-111“土豚”,堪稱屁股噴火的典范,與火箭也沒差多少了。只是這種加力燃燒相當(dāng)消耗燃料,如果照這么噴下去,少則5分鐘,多則10分鐘,燃油會(huì)被消耗一空。
某些渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),因?yàn)楹辣却?,不?huì)讓人看到火焰,比如民航就是這樣。大型噴氣式飛機(jī)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)比低涵道比的戰(zhàn)斗機(jī)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)更大,涵道比也大,其內(nèi)涵道更像一個(gè)給風(fēng)扇轉(zhuǎn)子加力的驅(qū)動(dòng),外涵道占據(jù)了相對(duì)更多的動(dòng)力功效。
這些大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)涵道的噴氣是不與外涵道混合的,外涵道很短,二者單獨(dú)對(duì)外排氣,工作壓力也小,更沒有加力燃燒室這種設(shè)計(jì),所以也就比較內(nèi)斂。反正就那么點(diǎn)小火,在里面都躥完了,外涵道氣體又多,根本看不到火焰。
如果還不明白可以參考汽車。你家的買菜車是無論如何都不能屁股噴火的,但超跑們卻可以通過將部分油氣導(dǎo)入到渦輪排氣位進(jìn)行“偏時(shí)點(diǎn)火”,所以排氣管也會(huì)噴出長(zhǎng)長(zhǎng)的火焰。
至于為什么噴氣機(jī)不像火箭那樣噴出巨大濃煙,除了上面所說的工作原理問題,還有燃料選擇問題、發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)模問題、揚(yáng)塵問題等很多因素??偛荒苣靡粋€(gè)起飛重量30多噸的F15,去對(duì)比一個(gè)起飛重量800多噸的長(zhǎng)征運(yùn)載火箭吧?