航空发动机原理简介1. 航空发动机概述航空发动机主要有三种类型:活塞式航空发动机,燃气涡轮发动机,冲压 发动机航空发动机的发展经历了活塞式发动机,喷气时代的活塞式发动机,燃 气涡轮发动机,涡喷/涡扇发动机,涡桨/涡轴发动机的时代,本文主要用动态图 向大家展示航空发动机的工作原理2. 航空发动机原理介绍(1)星型活塞式发动机(多见于老式飞机,如:B-36,运-5等):图1星型活塞式发动机原理星型活塞式发动机原理和汽车发动机一样,通过燃油在气缸爆炸燃烧推动活 塞做功,只不过气缸的排布是呈星型的汽车上的活塞发动机一般呈V型或W 型排列活塞式航空发动机效率低,噪音大,油耗高,现已基本被淘汰2)涡轮喷气式发动机:(歼-7,米格-25等)进气道压气机燃烧室涡轮机喷口图2涡轮喷气发动机原理与样机涡轮喷气发动机是一种涡轮发动机依靠燃气流产生推力通常用作高速飞 机的动力,但油耗比涡轮风扇发动机高著名的米格-25, SR-71黑鸟侦察机, 都是安装的涡喷发动机,其最大速度能突破3马赫由于油耗较高,正逐渐被涡 扇发动机替代3)涡轮螺旋桨发动机:(运-8,C-130,A-400M等)Speed ReducerTurbojetPropeller图3涡桨发动机的原理图涡桨发动机的本质类似于涡喷发动机(turbojet)接上一个减速器(speed reducer),并带动外部的螺旋桨(propeller)。
涡轮螺旋桨发动机以螺旋桨产 生的拉力(推力)为主,喷气所产生的的推力很小,只占螺旋桨的九分之一左右 涡桨发动机的优点是低速效率高,适用于运输机,海上巡逻机等由于螺旋桨 旋转面积大,高速飞行时会产生很大阻力,所以涡桨发动机不适合高速飞行4)涡轮风扇发动机:(涡扇-10,AL-31F,F-135等,CMF56)避弋适压包机燃烧室涡轮机«i-i图4涡扇发动机原理涡扇发动机由涡轮喷气发动机发展而成与涡喷发动机比较,涡扇发动机主 要特点是首级压缩机的面积大很多目前大多数先进飞机都使用的是涡扇发动 机涡扇发动机相当于是涡桨和涡喷发动机性能折中的产物,适合400-1000公 里时速下飞行优点:推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低,飞机航程远缺点:风扇直径大,迎风面积大,因而阻力大,发动机结构复杂,设计难度 大5)桨扇发动机:(GE-36)图5桨扇发动机原理桨扇发动机既可看作带先进高速螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机,又可看作除去 外涵道的超高涵道比涡轮风扇发动机,结合了涡轮螺旋桨发动机耗油率低和涡轮 风扇发动机飞行速度高的优点实验中的GE36,表现出了非常低的燃料消耗, 但同样还是因为噪音大的问题,它没有被使用在任何飞机上。
6)涡轮轴发动机:(多见于直升机)图6涡轮轴发动机多用于直升机,最大平飞速度小于350公里7)冲压喷气式发动机:(超音速飞机,洲际导弹,超音速靶机等)I—I推进剂砌体推进剂冲庄发动机冲庄火箭发动机冲压发动机是一种构造非常简单、可以发出很大推力、适用于高空高速飞 行的空气喷气发动机冲压发动机的工作时,高速气流迎面向发动机吹来,在进 气道内扩张减速,气压和温度升高后进入燃烧室与燃油混合燃烧,将温度提高到 2000 一 2200°C甚至更高,高温燃气随后经推进喷管膨胀加速,由喷口高速排出 而产生推力冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术它正在 日新月异的迅速发展在这个领域内,有着广泛的复杂问题需要研究解决。