喷气发动机有哪些优越性.doc

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1、喷气发动机有哪些优越性？从莱特兄弟时代到20世纪30年代，活塞式发动机成为航空飞机唯一的动力装置。当航空进入高速飞行时期时，活塞发动机固有的局限性日益明显，成了阻碍航空发展的一大障碍：一是活塞式发动机的功率和功率重量比难以大幅度提高，如果提高发动机功率，势必要增加汽缸数目，从而使发动机越来越笨重；二是活塞发动机的功率转换成驱动力必须通过螺旋桨，它的实际速度是转动速度与飞机速度的合成，当飞机速度逐步提高时，螺旋桨线速度将首先接近音速，这时会出现新的空气动力现象，螺旋桨效率下降，发生振动引起飞机事故。正是由于这样的缺陷

2、，随着飞行速度的不断提升，活塞式发动机走到了尽头。    喷气发动机和螺旋桨发动机不同，它是靠空气和煤油燃烧产生大量高温高压气体向后喷射而推动飞机前进的。所以，在喷气发动机前面开有专门的进气口，机身后部留有喷口。喷气式发动机可获得较高的推重比，这使飞机获得较高的飞机速度、高度和机动性能。正是由于这些优越性，二战之后，绝大多数飞机都使用喷气发动机。但在低速时，喷气发动机油耗要大于活塞式发动机。喷气发动机的种类很多，如冲压喷气、脉冲喷气、涡轮喷气、火箭喷气等，不同的种类也表现出不同的特性，适用于不同的飞行器。喷气发动机

3、的原理是什么？牛顿第三定律表明，作用在物体上的每一个力都有一方向相反大小相等的反作用力。这一原理很早就被应用于实践中，我们玩过的爆竹，就是依靠尾部喷出火药气体的反作用力飞上天空的；孩子玩的气球，当它放出空气或气体时，它便沿着与喷气相反的方向急速飞走。喷气发动机的工作原理也是如此。发动机工作时，从前端吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，同时，气体也给发动机一个反作用力，推动飞机前进。喷气反作用是一种内部现象。无论火箭、冲压喷气或者涡轮喷气，作用在发动机上的最终的反作用力即推力都与发动机排出的气流质量以及气流速度成比例。 

4、   航空史上，人们曾寄希望用火箭作为飞机的动力装置，但大量试验表明，由于火箭工作时间短、控制困难等原因，不适于作飞机的动力，所以火箭飞机从未进入实用化阶段。30年代中期，人们发明了涡轮喷气发动机。这一技术起源自古老的涡轮技术。古代中国的水排、“走马灯”和古罗马的水轮机等，都包含着它的原理。1870年以后，蒸汽机领域中的科学成就与水轮机的发展相结合，产生一种新的动力机──蒸汽轮机。内燃机诞生后，内燃原理与蒸汽轮机结合，又形成燃气轮机。燃气轮机与喷气推进思想的结合，最终产生涡轮喷气发动机。什么是涡轮喷气发动机？涡轮喷

5、气发动机是指靠喷管高速喷出的燃气产生反作用推力的燃气涡轮发动机。现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。涡轮喷气发动机的基本原理是：空气经过压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧；膨胀的燃气进入与压气机同轴的涡轮并推动涡轮旋转，使压气机正常工作；从涡轮中流出的燃气经尾喷管膨胀后，高速向后喷出，产生巨大的反作用力。在不增大核心机的条件下，为了在短时间内增加发动机推力可采用发动机加力措施，战斗机上最常用的办法是在涡轮后安装加力燃烧室。    涡轮喷气发动机的性能指标主要有推力、耗油率和推重比。

6、推力和耗油率随飞行高度、飞行速度和油门位置的变化关系分别称为高度特性、速度特性和油门特性。涡轮喷气发动机的发明在航空史上具有极为重要的地位。1930年，英国人弗朗克·惠特尔取得燃气涡轮发动机的第一个专利。20世纪30年代中后期，惠特尔和德国人欧海因几乎同时独立完成涡轮喷气发动机的发明。随着航空燃气涡轮技术的进步，人们在涡轮喷气发动机的基础上，又发明了多种喷气发动机，如根据增压技术的不同，有冲压发动机和脉动发动机；根据能量输出的不同，有涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机等。什么是涡轮风扇发动机？涡轮风扇发

7、动机是由喷管排出燃气和风扇排出空气共同产生反作用推力的燃气涡轮发动机，由风扇、压力机、燃烧室、高压涡轮和排气系统组成。它在涡轮喷气发动机基础上研制，而涡轮喷气发动机的缺点是在低速下耗油量大，效率较低，飞机航程变短，增加飞机特别是民用运输机的飞行成本。发动机效率包括热效率和推进效率。提高热效率需要提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比，但在飞机飞行速度不变的情况下，提高涡轮前温度会使喷气发动机的排气速度增加，导致在空气中损失的动能增加，推进效率降低。这个矛盾致使涡轮喷气发动机的总效率难以得到较大提升。    涡轮风扇

8、发动机增加了几级涡轮，由这些涡轮带动一排或几排风扇。风扇后的气流分为两部分，一部分进入压气机（内涵道），另一部分不经过燃烧，直接排到空气中（外涵道）。由于一部分燃气能量用来带动前端风扇，因此降低了排气速度，提高了推进效率。流经外涵和内涵的空气流量之比称作涵道比。涵道比对发动机性能影响较大，涵道比大，耗油率低，但发动机迎风面积大；涵道比小，迎风面积小，但耗油率