本文作者:wasd8456

喷气式发动机对氧气要求,喷气式发动机对氧气要求高吗

wasd8456 05-01 17
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  1. 冲压喷气发动机需要氧气吗?
  2. 喷气式飞机在高空飞行,哪里来的氧气?
  3. 为什么喷气式战斗机飞行员呼吸纯氧?

冲压喷气发动机需要氧气吗?

冲压喷气发动机运行需要空气中的氧气。

冲压喷气发动机是一种利用迎面气流进入发动机后减速,使空气提高静压的一种空气喷气发动机。它通常由进气道(又称扩压器)、燃烧室、推进喷管三部组成。冲压发动机没有压气机(也就不需要燃气涡轮),所以又称为不带压气机的空气喷气发动机。

喷气式飞机在高空飞行,哪里来的氧气?

高空只是气压低,并不是没有氧气,而发动机在高空也不是高功率运行状态,加大点转速可以达到需要的功率。当然高空空气稀薄也是有影响的,单发就要降高度,同时高空也无法重启发动机。

喷气式发动机对氧气要求,喷气式发动机对氧气要求高吗
(图片来源网络,侵删)

对于这个问题,老鹰航空从下面几点来回答:

第一,正常情况之下,喷气式飞机,特别是喷气式客机在万米的巡航高度飞行,外部大气气压和含氧量只有海平面的1/4,因此需要从涡扇式发动机的压气机引出高压空气,并进行系列的减压之后(达到标准大气压值),通过全机空调通风系统补充到客舱内部,从而确保乘客和机组人员的正常活动需要。

第二,紧急情况之下,当机长将乘客头顶上的氧气面罩弹出时,就会动用机体内小型气罐里面储存的少量氧气,供乘客和机组成员使用。不过这样持续时间不能太长,否则氧气就会消耗完毕。

喷气式发动机对氧气要求,喷气式发动机对氧气要求高吗
(图片来源网络,侵删)

OK,关于问题就回答到这里吧😊。

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喷气式发动机对氧气要求,喷气式发动机对氧气要求高吗
(图片来源网络,侵删)

高空虽然空气密度低、气压低,但是氧气的比例基本是不变的。

涡喷、涡扇、涡桨、涡轴这些带涡字的发动机因为有压气机,在高空低气压的环境下,依然可以通过增压得到充足的空气进行燃烧,所以高空效率高。

所以喷气式飞机实际上是非常适合高空飞行的,根本不用当心氧气的问题,下面是具体说明:


从喷气式飞机和螺旋桨飞机的不同说起

喷气式飞机,是一种使用喷气发动机作为推进力来源的飞机。其与传统的螺旋桨飞机除了使用的动力系统不同之外,所适合的飞行环境也不尽相同:螺旋桨式飞机需通过螺旋桨扰动周遭空气达到往前推进的目的,因此不能在空气密度太稀薄的高空中飞行;相反,喷气式飞机由于发动机运作原理的不同,需在10,000至15,000米的高空中才能达到最佳推进效率。


喷气式发动机的特点

<上图作者为 Daniel BONNERUE , 原发表于***,特此署名>

什么会这样呢?主要是因为随高度增加大气压和温度越来越低,大气密度越来越稀薄,但涡喷发动机有压气机源源不断的抽气压缩供给燃烧室,在发动机转速和燃烧室总温不变时,空气温度越低越容易压缩,增压比是增大的,同时加热比也增大,增压比的提高使得热量利用得到改善,作为热机效率增加。

为什么喷气式战斗机飞行员呼吸纯氧

这个要从两个方面回答

一 为什么要对飞行员进行供氧?

首先,不是因为高空中氧气含量低,要进行供氧。反而高空中的氧气含量比地面略高,约为20%(地面约为17%)。需要给飞行员单独供氧是因为高空气压低,约为0.3个大气压,外界压力非常小,这种情况下在未密封加压的飞机坐舱内,飞行员自主呼吸进肺里的氧气非常少,无法满足身体需要,因此,需要用氧气面罩给飞行员供养。(这也是我们经常看到在低空时许多飞行员可以解开氧气面罩的原因)

二 为什么要吸纯氧,而不是其他混合比例的氧气?

吸取氧气的多少直接影响着人体的血氧饱和度,血液中血氧的浓度,它是呼吸循环的重要生理参数。缺氧对机体有着巨大的影响。低氧时首先出现的是代偿性心率加速,心搏及心排血量增加。严重低氧情况下,血压下降与心排血量降低,会出现室颤等心率失常乃至停搏。所以,要给飞行员足够的氧气保障。

要给供纯氧是因为,飞行员操纵飞机,会消耗大量体力,非常累(如同普通人在地面进行剧烈运动后大口呼吸),为了保证吸入足够的氧气,在不能增加进气量的情况下,只能增加氧气的质量(即纯度),而供给纯氧,也是经过大量的实验数据得来的。

人需要氧气才来存活,越到高空空气越稀薄,因此战斗机飞行员需要带氧气面罩,我们做民航飞机不需要带氧气面罩,是因为民航客机利用发动机为座舱引气,提高座舱压力和空气密度,所以我们感觉与地面差不多

除从大气引入空气之外,飞机也有自己氧源,例如早期氧气瓶,后来液氧,再到现在分子筛制氧系统,一般人是不能呼吸纯氧,这会导致纯氧中毒,不过对于战斗机飞行员来说,当战斗机进行大机动飞行的时候,身上会承受大G负荷,也就是说相当于自身重量好几倍重力,这样血液不无法流到脑部,从而造成缺氧,所以这个时候需要呼吸纯度比较好高氧气,因此战斗机飞行员呼吸氧气纯度比较高就是这个原因。

所谓纯氧只是个说法,医用纯氧含氧66%-99%,其他部分是氮气。。100%纯氧有氧中毒的风险。现代战斗机氧气面罩是个复杂系统,不是直供的,而是根据过载自动调节负压。驾驶舱本身就是增压的,不做战术动作可以不戴供氧面罩。供氧一般是用医用氧气瓶,现在最新的有制氧系统,但早期f22的制氧系统不可靠,曾导致全体停飞,现在肯定改好了。就不知道歼20是用制氧系统还是沿用钢瓶。

战斗起飞前要吸纯氧,至少半小时,已排出体内溶于血液和组织液中的氮气,目的是为预防战斗时座舱破裂时,座舱突然减压造成氮气泡析出而发生阻塞循环的高空减压病;座舱破裂时吸纯氧也可预防严重缺氧,当高度很高时,如12000米以上,即使吸纯氧也会缺氧,因为外界气压太低,氧分压也就低,这时还要加压供氧;

战斗机做特技飞行时也进行加压供氧,但这时用100%的纯氧也可能会有问题,可能造成肺萎陷。

俄军飞机一般带高压氧气瓶,欧洲战机一般是分子筛过滤提供纯氧,但压力可能会有一点问题,需要加压供氧时可能“断气”。美F22就出现过这样的问题而造成事故。

我军怎么样要问工业部门,如将高压气瓶与分子筛供氧结合起来可能会更好结构设计会很困难

人类是不可能呼吸纯氧的 这个是误区 呼吸中枢如果没有二氧化碳的刺激 就会停止呼吸反射 自然界的氧气含量是19%-20.9% 超过21%就是富氧了 超过23%就要出问题 100%纯氧5分钟必死

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