關於航空發動機，這些你都知道？

航空發動機（aero-engine），是指為航空器提供飛行所需動力的發動機，主要用來產生拉力或推力，使飛機前進，還可以為飛機上的用電設備提供電力、為空調設備等用氣設備提供氣源，主要分為活塞式航空發動機，燃氣渦輪發動機，衝壓發動機和其他發動機。

二戰以前，活塞發動機與螺旋槳的組合已經取得了極大的成就，使得人類獲得了挑戰天空的能力。但到了三十年代末，航空技術的發展使得這一組合達到了極限。螺旋槳在飛行速度達到800千米/小時的時候，槳尖部分實際上已接近了音速，跨音速流場使得螺旋槳的效率急劇下降，推力不增反減。螺旋槳的迎風面積大，阻力也大，極大阻礙了飛行速度的提高。同時隨著飛行高度提高，大氣稀薄，活塞式發動機的功率也會減小。

這促生了全新的噴氣發動機推進體系。噴氣發動機吸入大量的空氣，燃燒後高速噴出，對發動機產生反作用力，推動飛機向前飛行。

早在1913年，法國工程師雷恩"洛蘭就提出了衝壓噴氣發動機的設計，並獲得專利。但當時沒有相應的助推手段和相應材料，噴氣推進只是一個空想。1930年，英國人弗蘭克"惠特爾獲得了燃氣渦輪發動機專利，這是第一個具有實用性的噴氣發動機設計。11年後他設計的發動機首次飛行，從而成為了渦輪噴氣發動機的鼻祖。

渦輪噴氣發動機的原理:渦輪噴氣發動機簡稱渦噴發動機，通常由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成。部分軍用發動機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。

渦噴發動機屬於熱機，做功原則同樣為：高壓下輸入能量，低壓下釋放能量。

工作時，發動機首先從進氣道吸入空氣。這一過程並不是簡單的開個進氣道即可，由於飛行速度是變化的，而壓氣機對進氣速度有嚴格要求，因而進氣道必需可以將進氣速度控制在合適的範圍。

壓氣機顧名思義，用於提高吸入的空氣的的壓力。壓氣機主要為扇葉形式，葉片轉動對氣流做功，使氣流的壓力、溫度升高。隨後高壓氣流進入燃燒室。燃燒室的燃油噴嘴射出油料，與空氣混合後點火，產生高溫高壓燃氣，向後排出。

高溫高壓燃氣向後流過高溫渦輪，部分內能在渦輪中膨脹轉化為機械能，驅動渦輪旋轉。由於高溫渦輪同壓氣機裝在同一條軸上，因此也驅動壓氣機旋轉，從而反覆的壓縮吸入的空氣。

從高溫渦輪中流出的高溫高壓燃氣，在尾噴管中繼續膨脹，以高速從尾部噴口向後排出。這一速度比氣流進入發動機的速度大得多，從而產生了對發動機的反作用推力，驅使飛機向前飛行。

渦輪噴氣發動機的優缺點：這類發動機具有加速快、設計簡便等優點，是較早實用化的噴氣發動機類型。但如果要讓渦噴發動機提高推力，則必須增加燃氣在渦輪前的溫度和增壓比，這將會使排氣速度增加而損失更多動能，於是產生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此渦噴發動機油耗大，對於商業民航機來說是個致命弱點。

來源航博會

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