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    渦輪噴氣發動機發展史

    集號吧丨發表時間:2023-05-09丨訪問量:106
    [摘要]渦輪噴氣發動機發展史

    在第二次世界大戰以前,所有的飛機都采用活塞式發動機作為飛機的動力,這種發動機本身并不能產生向前的動力,而是需要驅動一副螺旋槳,使螺旋槳在空氣中旋轉,以此推動飛機前進。

    當飛機的速度達到800公里每小時,由于螺旋槳始終在高速旋轉,槳尖部分實際上已接近了音速,這種跨音速流場的直接后果就是螺旋槳的效率急劇下降,推力下降,同時,由于螺旋槳的迎風面積較大,帶來的阻力也較大,而且,隨著飛行高度的上升,大氣變稀薄,活塞式發動機的功率也會急劇下降。

    早在1913年,法國工程師雷恩.洛蘭就獲得了一項噴氣發動機的專利,但這是一種沖壓式噴氣發動機,在當時的低速下根本無法工作,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氣渦輪發動機的個專利,但直到11年后,他的發動機在完成其首次飛行,惠特爾的這種發動機形成了現代渦輪噴氣發動機的基礎。

    現代渦輪噴氣發動機的結構由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成,戰斗機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦輪噴氣發動機仍屬于熱機的一種,就必須遵循熱機的做功原則:在高壓下輸入能量,低壓下釋放能量。

    空氣首先進入的是發動機的進氣道,當飛機飛行時,可以看作氣流以飛行速度流向發動機,由于飛機飛行的速度是變化的,而壓氣機適應的來流速度是有一定的范圍的,因而進氣道的功能就是通過可調管道,將來流調整為合適的速度。

    進氣道后的壓氣機是專門用來提高氣流的壓力的,空氣流過壓氣機時,壓氣機工作葉片對氣流做功,使氣流的壓力,溫度升高。在亞音速時,壓氣機是氣流增壓的主要部件。

    隨著航空燃氣渦輪技術的進步,人們在渦輪噴氣發動機的基礎上,又發展了多種噴氣發動機,如根據增壓技術的不同,有沖壓發動機和脈動發動機;根據能量輸出的不同,有渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪軸發動機和螺槳風扇發動機等。

    噴氣發動機盡管在低速時油耗要大于活塞式發動機,但其優異的高速性能使其迅速取代了后者,成為航空發動機的主流。

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