本文作者:wasd8456

用齿轮制作喷气式发动机,用齿轮制作喷气式发动机***

wasd8456 05-06 7
用齿轮制作喷气式发动机,用齿轮制作喷气式发动机***摘要: 为什么涡扇发动机喷气,而涡桨是拉力?为什么运输机还在装二战的螺旋桨不用喷气发动机?为什么涡扇发动机喷气,而涡桨是拉力?对于这个问题,老鹰航空从下面几点来予以回答吧:第一,涡扇发动机...
  1. 为什么涡扇发动机喷气,而涡桨是拉力?
  2. 为什么运输机还在装二战的螺旋桨不用喷气发动机?

什么涡扇发动机喷气,而涡桨是拉力?

对于这个问题,老鹰航空从下面几点来予以回答吧:

第一,涡扇发动机从前往后,依次为压气机燃烧室涡轮、尾喷口等主体部件,压气机将空气加压吸入发动机,并分成内、外两股气流,内气流继续进入燃烧室与燃油混合燃烧,经过收缩-扩张喉道喷射高速高温气流,这股气流首先要经过涡轮,通过涡轮的过程就对涡轮产生驱动,涡轮通过旋转轴带动前端压气机的工作,从而形成持续性的工作。而通过涡轮的高温气流和外涵道的气流混合,经过尾喷口喷向外部。根据力的作用力与反作用原理,就产生了推力

第二,涡桨发动机本身也是一台喷气式发动机,只不过在压气机的前端连接的是螺旋桨,两者之间需要设置变速齿轮。通过螺旋桨的旋转,产生拉力。这种拉力的产生和飞机机翼一样,是伯努利方程的作用。

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(图片来源网络,侵删)

OK,关于问题就回答到这里。

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为什么运输机还在装二战的螺旋桨不用喷气发动机

纠正一下,现代的螺旋桨运输机,比如题目配图展示的A-400M型中型运输机,虽然机翼两侧配置了螺旋桨,但是驱动螺旋桨转动的并不是和二战时期那样,使用航空活塞发动机,而是涡桨发动机(下图)。

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(此图来源于网络)

涡桨发动机的核心机其实就是一部涡喷发动机,属于喷气式发动机的一种类别。前端的压气机通过旋转吸入大量的增压空气,在燃烧室和燃油混合后发生剧烈的燃烧,从而产生更高压高速的气流,该气流通过燃烧室之后的“收缩-扩张”喷管进一步加速喷射,在此过程中,会驱动涡轮叶片输出一个强大的轴功率

这个轴功率通过转轴一直传递到发动机前端的变速齿轮箱,降低转速之后带动螺旋桨旋转,从而产生向前的气动拉力。

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相比于传统的活塞发动机,这种涡轴发动机的输出功率更大,高空特性更佳,能够更有效的提供一个安全动力,正因为如此,这种涡桨发动机+螺旋桨方式可以为一些亚音速飞机提供动力。尤其是一些战术运输机,不要求速度、突出载重和燃油经济性,涡桨发动机堪称是最佳选择。

典型型号有C-130(上图)、A-400M、An-12(下图)等。

为什么运输机还在使用二战时候的螺旋桨发动机?

是什么让你产生了现在的运输机还在使用那种落后的,活塞发动机。

你以为现在的发动机用的还是上面的这种吗?早就不是了。

是有一些运输机用的螺旋桨,但是他们用的是涡轮螺旋桨式发动机,说白了这是给喷气式发动机加了一个螺旋桨

如上图喷气式发动机的主轴在经过一系列复杂的减速之后,速度降低,然后用于带动一个螺旋桨。也就是说涡轮螺旋桨式发动机的动力来源同时来自于气流膨胀产生的推力,和螺旋桨转动时带来的拉力

那么涡桨发动机的优点是什么?省油。没了。

这是非常好理解,喷气式发动机,他想要产生推力,先得把空气加热到足够的高温。才能获得足够的动力。如果温度不够高发动机的,功率是非常的糟糕。

而涡轮螺旋桨发动机,它的叶片少几片,动力来源也是热气流,带动了叶片的旋转。然后,主轴旋转的时候,又带动了螺旋桨的旋转。所以涡轮螺旋桨发动机,更省油。(为了让爱分出去的气流温度更高。喷气式发动机会直接把一部分燃油喷出去)

首先不能够说螺旋桨式发动机比喷气式发动机出现的早就说人家是落伍的。只能够说螺旋桨式发动机它的研发起点比喷气式发动机研发起点要低。

两款发动机是有各自的优缺点的。

比如螺旋桨式发动机,他就有着油耗较少,而且技术可靠,性能可靠的优点,比如说在情愫领的时候,当时前苏联一直想研发一款大型的战略轰炸机能够飞越北冰洋直接轰炸美国。但是却在发动机这个问题上遇到了障碍,一般无奈之下,俄罗斯人只能够拿着螺旋桨式发动机安装在图95的身上,这样,俄罗斯人的轰炸机能够飞越北冰洋轰炸美国,航程才堪堪可以达到。但是这一款战略轰炸机也有着自己的缺点,比如说航速太慢。噪声太大,后来前苏联人实在是看不下去了,又自己研发的一款战略轰炸机,这就是白天鹅图160

这款战略轰炸机用的是喷气式发动机,相比较于他的前一任来说,它的航速更快。它的航速是重型战略轰炸机里面最快的,而且它的运载能力也更强。但是它的研发技术要求太高,以至于苏联解体后,俄罗斯人没办法单方面地生产出一架图160,直到最近才刚刚完成。

而且相比较于图95的那种高产量图160可以说用稀缺来形容都不为过,造价较高,而且使用起来维修成本较大。

这也就是近几年为什么一说到俄罗斯的战略轰炸机,人们想起来的往往不是白天鹅,而是图95熊式战斗机

在前苏联这个国家身上我们就可以看到这两款发动机最大不同之处,那么还要说些什么呢?

不仅仅是运输机还在沿用螺旋桨发动机,一般有两台及以上发动机的飞机都会偏向于***用螺旋桨发动机,只有对速度有特殊要求的机型才会极端的使用高性能的喷气式发动机,如俄罗斯的别-200、A-40水上飞机都***用喷气式发动机,而中国的***600和日本的US-2水上飞机都***用螺旋桨发动机。

这里所说的螺旋桨发动机与二战时期的螺旋桨发动机并不一样,更准确的说是“涡桨发动机”,发动机前面的螺旋桨取代了涡喷发动机的压缩风扇,除了为发动机燃烧室提供压缩气体之外还能提供额外的推力。这种螺旋桨解决了喷气发动机启动困难的问题,因为喷气机只有转子转速达到一定成度才能启动发动机,这就需要大量的热机启动时间。

但是使用涡桨发动机之后就可以先启动风扇螺旋桨带动飞机缓慢的移动,在滑跑过程当中螺旋桨逐渐帮助涡轮转子加速到一定转速,直到涡喷发动机马力全开推动运输机起飞。在喷气机初次突入实战的年二战末期,ME262的发动机启动都是依靠一团炸药产生的高温冲击带动转子旋转,这对发动机本身的伤害是非常大的,

此外出于经济性考虑运输机最好还是使用带有螺旋桨的涡浆发动机,飞机越重需要的马力就越大相应的油耗也就更大,对于战斗机这种小型飞行器来说,为了追求速度与气动外形的优势***用喷气式发动机的油耗问题可以被接受,而运输机这种不直接参与作战的二线军机实在没有必要使用昂贵的喷气式发动机,

运输机并不需要跑得太快,美国的C-130最大巡航速度也就0.5[_a***_],全球最大的运输机C-5也才0.77马赫的巡航速度,当然了C-5这种体量巨大的运输机使用了喷气式发动机,这是因为C-5型120吨的载重能力找不到马力合适的涡桨发动机,相比之下仅有18吨运输能力的C-130使用了4台涡桨发动机,这已经到了此类动力性价比的极限,可见运输机选用发动机类型是结合运载重量和速度要求等多种因素的综合考虑结果。

闻道有先后,术业有专攻。大型运输机搭载的还是涡扇喷气发动机,而中型战术运输机搭载的多是涡桨发动机,这和二战时期的螺旋桨有天壤之别。涡桨式运输机在野战机场的短距起降、低空低速的空投、灵活的机场调度等场景方面有相对优势。然而在载重量方面则是涡扇式运输机的天下了。

在9款典型的现代运用运输机中,载重量最多的5款都是涡扇喷气式发动机,其中安-124以150吨位居军用运输机之首。而安-70则是首款搭载桨扇发动机的军用运输机,它的载重量是47吨,只有安-124的1/3,而这已经在涡桨式军用运输机中排名第一了。其次是空中客车A400M,它的载重量为37吨。而有“大力神”之称的洛克希德·马丁C-130载重量只有19.8吨。

C-130虽然载重量不大,但是在美军的地位显著。作为一款中型战术运输机,C-130从1956年入役以来,是美国最成功的、最长寿和产量最多(超过2500架)的运输机型。它诞生的背景便是美军提出的以下条件:1、中型运输机尺寸;2、可在不平整的野战环境下起降;3、可搭载13.5吨货物;4、续航能力达到2414千米。C-130不仅承担军事运输,还广泛参与医疗救援、货物运转、气象观测、科学研究、空中加油、海岸巡逻、空中救火等任务。它装上机轮滑橇式就能参与南极探险,这是涡扇式运输机难以实现的。

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