飛機渦輪噴氣發動機設備分析

　　渦槳發動機的推力有限，同時影響飛機提高飛行速度。因此必需提高噴氣發動機的效率。發動機的效率包括熱效率和推進效率兩個部分。那么，下面是由小編為大家整理了飛機渦輪噴氣發動機設備分析，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　渦輪風扇噴氣發動機

　　二戰后，隨著時間推移、技術更新，渦輪噴氣發動機顯得不足以滿足新型飛機的動力需求。尤其是二戰后快速發展的亞音速民航飛機和大型運輸機，飛行速度要求達到高亞音速即可，耗油量要小，因此發動機效率要很高。渦輪噴氣發動機的效率已經無法滿足這種需求，使得上述機種的航程縮短。因此一段時期內出現了較多的使用渦輪螺旋槳發動機的大型飛機。

　　實際上早在30年代起，帶有外涵道的噴氣發動機已經出現了一些粗糙的早期設計。40和50年代，早期渦扇發動機開始了試驗。但由于對風扇葉片設計制造的要求非常高。因此直到60年代，人們才得以制造出符合渦扇發動機要求的風扇葉片，從而揭開了渦扇發動機實用化的階段。

　　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)繼續深入發展。GE在1957年成功推出了CJ805-23型渦扇發動機，立即打破了超音速噴氣發動機的大量紀錄。但最早的實用化的渦扇發動機則是普拉特·惠特尼(Pratt & Whitney)公司的JT3D渦扇發動機。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。

　　1960年，羅爾斯·羅伊斯公司的“康威”(Conway)渦扇發動機開始被波音707大型遠程噴氣客機采用，成為第一種被民航客機使用的渦扇發動機。60年代洛克西德“三星”客機和波音747“珍寶”客機采用了羅·羅公司的RB211-22B大型渦扇發動機，標志著渦扇發動機的全面成熟。此后渦輪噴氣發動機迅速的被西方民用航空工業拋棄。

　　渦輪風扇噴氣發動機的原理

　　渦槳發動機的推力有限，同時影響飛機提高飛行速度。因此必需提高噴氣發動機的效率。發動機的效率包括熱效率和推進效率兩個部分。提高燃氣在渦輪前的溫度和壓氣機的增壓比，就可以提高熱效率。因為高溫、高密度的氣體包含的能量要大。但是，在飛行速度不變的條件下，提高渦輪前溫度，自然會使排氣速度加大。而流速快的氣體在排出時動能損失大。因此，片面的加大熱功率，即加大渦輪前溫度，會導致推進效率的下降。要全面提高發動機效率，必需解決熱效率和推進效率這一對矛盾。

　　渦輪風扇發動機的妙處，就在于既提高渦輪前溫度，又不增加排氣速度。渦扇發動機的結構，實際上就是渦輪噴氣發動機的前方再增加了幾級渦輪，這些渦輪帶動一定數量的風扇。風扇吸入的氣流一部分如普通噴氣發動機一樣，送進壓氣機(術語稱“內涵道”)，另一部分則直接從渦噴發動機殼外圍向外排出(“外涵道”)。因此，渦扇發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，可以通過適當的渦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。

　　渦輪風扇噴氣發動機的優缺點

　　如前所述，渦扇發動機效率高，油耗低，飛機的航程就遠。

　　但渦扇發動機技術復雜，尤其是如何將風扇吸入的氣流正確的分配給外涵道和內涵道，是極大的技術難題。因此只有少數國家能研制出渦輪風扇發動機，中國至今未有批量實用化的國產渦扇發動機。渦扇發動機價格相對高昂，不適于要求價格低廉的航空器使用。

　　沖壓噴氣發動機

　　沖壓噴氣發動機的誕生

　　早在1913年，法國工程師雷恩·洛蘭就提出了沖壓噴氣發動機的設計，并獲得專利。但當時沒有相應的助推手段和相應材料，只停留在紙面上。1928年，德國人保羅·施米特開始設計沖壓式噴氣發動機。最初研制出的沖壓發動機壽命短、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動機為動力的“飛行炸彈”，于1939年完成了原型。后來這一設計就產生了納粹德國的V-1巡航導彈。此外納粹德國還曾試圖將沖壓噴氣發動機用在戰斗機上。1941年，特勞恩飛機實驗所主任、物理學家歐根·森格爾博士在呂內堡野外進行了該類型發動機的試驗，但最終未能產生具有實用意義的發動機型號。

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