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    渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史

    集號(hào)吧丨發(fā)表時(shí)間:2023-05-09丨訪問(wèn)量:106
    [摘要]渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史

    在第二次世界大戰(zhàn)以前,所有的飛機(jī)都采用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的動(dòng)力,這種發(fā)動(dòng)機(jī)本身并不能產(chǎn)生向前的動(dòng)力,而是需要驅(qū)動(dòng)一副螺旋槳,使螺旋槳在空氣中旋轉(zhuǎn),以此推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。

    當(dāng)飛機(jī)的速度達(dá)到800公里每小時(shí),由于螺旋槳始終在高速旋轉(zhuǎn),槳尖部分實(shí)際上已接近了音速,這種跨音速流場(chǎng)的直接后果就是螺旋槳的效率急劇下降,推力下降,同時(shí),由于螺旋槳的迎風(fēng)面積較大,帶來(lái)的阻力也較大,而且,隨著飛行高度的上升,大氣變稀薄,活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也會(huì)急劇下降。

    早在1913年,法國(guó)工程師雷恩.洛蘭就獲得了一項(xiàng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的專(zhuān)利,但這是一種沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),在當(dāng)時(shí)的低速下根本無(wú)法工作,而且也缺乏所需的高溫耐熱材料。1930年,弗蘭克.惠特爾取得了他使用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的個(gè)專(zhuān)利,但直到11年后,他的發(fā)動(dòng)機(jī)在完成其首次飛行,惠特爾的這種發(fā)動(dòng)機(jī)形成了現(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)。

    現(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和尾噴管組成,戰(zhàn)斗機(jī)的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)仍屬于熱機(jī)的一種,就必須遵循熱機(jī)的做功原則:在高壓下輸入能量,低壓下釋放能量。

    空氣首先進(jìn)入的是發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道,當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí),可以看作氣流以飛行速度流向發(fā)動(dòng)機(jī),由于飛機(jī)飛行的速度是變化的,而壓氣機(jī)適應(yīng)的來(lái)流速度是有一定的范圍的,因而進(jìn)氣道的功能就是通過(guò)可調(diào)管道,將來(lái)流調(diào)整為合適的速度。

    進(jìn)氣道后的壓氣機(jī)是專(zhuān)門(mén)用來(lái)提高氣流的壓力的,空氣流過(guò)壓氣機(jī)時(shí),壓氣機(jī)工作葉片對(duì)氣流做功,使氣流的壓力,溫度升高。在亞音速時(shí),壓氣機(jī)是氣流增壓的主要部件。

    隨著航空燃?xì)鉁u輪技術(shù)的進(jìn)步,人們?cè)跍u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上,又發(fā)展了多種噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),如根據(jù)增壓技術(shù)的不同,有沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和脈動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī);根據(jù)能量輸出的不同,有渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)和螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)等。

    噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)盡管在低速時(shí)油耗要大于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),但其優(yōu)異的高速性能使其迅速取代了后者,成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主流。

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