本篇文章给大家谈谈《涡扇发动机性能》对应的知识点,希望对各位有所帮助。
本文目录一览:
- 1、请比较涡喷和涡扇发动机的不同和优缺点?
- 2、涡扇涡喷涡桨发动机各具什么特点?
- 3、大涵道比分别排气涡扇发动机速度特性有哪些特点?
- 4、涡轮、涡扇、涡喷发动机各有什么特点?
- 5、涡桨,涡喷,涡扇发动机的原理分别是什么?各有什么性能特点?
请比较涡喷和涡扇发动机的不同和优缺点?
1、涡喷发动机
涡轮喷气发动机是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。涡喷发动机从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”。
涡轮发动机的机械布局比较简单,因为它只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或者若干个燃烧室。
涡喷发动机优点:结构简单、高空高速性能好。
2、涡扇发动机
全称为涡轮风扇发动机(Turbofan),由涡轮喷气发动机(Turbojet)发展而成。与涡轮喷射比较,主要特点是首级压缩机的面积大很多,同时被用作为空气螺旋桨(扇),将部分吸入的空气通过喷射引擎的外围向後推。发动机核心部分空气经过的部分称为内涵道,仅有风扇空气经过的核心机外侧部分称为外涵道。涡扇引擎最适合飞行速度400至1,000公里时使用,故此现在多数的飞机引擎都是采用涡扇作为动力来源。
涡扇发动机优点 : 效率高,油耗低。
与涡轮风扇发动机相比,涡喷发动机燃油经济性要差,但是高速性能要优于涡扇,特别是高空高速性能。
涡扇发动机的缺点是结构复杂,设计难度大。
涡扇涡喷涡桨发动机各具什么特点?
涡桨发动机、涡喷发动机、涡扇发动机的核心机部分的组成和原理都是相同的, 涡桨发动机和涡喷发动机的区别在于,涡喷发动机是直接使用涡轮喷出的气流利用反作用力向前飞行,而涡桨发动机是利用涡轮的动力来驱动飞机的螺旋桨产生气流,利用反作用力向前飞行。一般涡喷发动机的排气速度大多超过音速,而飞机大多数时候是在亚音速飞行。这会会导致推进效率的下降,要全面提高发动机效率,必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。
涡轮风扇发动机的妙处,就在于既提高涡轮前温度,又不增加排气速度(通过增加低速的排气流量,降低平均排气速度)。涡扇发动机的结构,实际上就是涡轮喷气发动机的后方再增加了1-2级低压(低速)涡轮,这些涡轮带动一定数量的风扇,继续消耗掉一部分涡喷发动机(核心机)的燃气排气动能,从而进一步降低燃气排出速度。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样,送进压气机(术语称“内涵道”),另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”),这是涡扇与涡喷的区别。从涵道比的角度看,涡扇发动机是涡喷发动机和涡桨发动机的折中。
大涵道比分别排气涡扇发动机速度特性有哪些特点?
一般随着高度的增加,空气流量减小,而空气流量是影响大涵道比发动机推力的主要因素,所以发动机推力是单调递减的,只不过在11KM左右递减速度略有差别。
涡轮、涡扇、涡喷发动机各有什么特点?
总的来说涡扇气流通道有两个:内涵和外涵。内涵要经过风扇、压气机、燃烧室、涡轮和喷口;外涵直接通过风扇后排出。如果是带加力的发动机(如F-22等军用飞机的的发动机:F-119等)那外涵气流还要经过加里燃烧室。现在民航几乎没有使用涡喷的(亚音速是经济性不好),CFM56,GE90,PW4000,RB211,Trent等,都是典型的不带加力的涡扇发动机。 涡喷气流通道只有一个。高速的时候效率较高。但是,十分废油。现在连战斗机都很少用纯涡喷的。早期的喷气发动机涡喷居多。如 707 用的 JT3D 就是涡喷发动机。 与涡喷发动机相比,涡扇发动机热效率高,油耗低,因而能够获得较大的推重比。这些是涡喷发动机无论如何都难以达到的。其实涡喷发动机和涡扇发动机的核心机是基本相同的,所不同的是涡扇发动机是在涡喷发动机的基础上增加了几级涡轮,这些涡轮带动一排或几排风扇,风扇后的气流一部分进入压气机(内涵道),燃烧后从喷口喷出,另一部分则不经过燃烧,而通过外涵道直接排到空气中。所以,涡扇发动机的推力是风扇抗力和喷口推力的总和涡轮喷气发动机 在第二次世界大战以前,所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力,这种发动机本身并不能产生向前的动力,而是需要驱动一副螺旋桨,使螺旋桨在空气中旋转,以此推动飞机前进。这种活塞式发动机+螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式,很少有人提出过质疑。 到了三十年代末,尤其是在二战中,由于战争的需要,飞机的性能得到了迅猛的发展,飞行速度达到700-800公里每小时,高度达到了10000米以上,但人们突然发现,螺旋桨飞机似乎达到了极限,尽管工程师们将发动机的功率越提越高,从1000千瓦,到2000千瓦甚至3000千瓦,但飞机的速度仍没有明显的提高,发动机明显感到“有劲使不上”。 问题就出在螺旋桨上,当飞机的速度达到800公里每小时,由于螺旋桨始终在高速旋转,桨尖部分实际上已接近了音速,这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降,推力下降,同时,由于螺旋桨的迎风面积较大,带来的阻力也较大,而且,随着飞行高度的上升,大气变稀薄,活塞式发动机的功率也会急剧下降。这几个因素合在一起,决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式已经走到了尽头,要想进一步提高飞行性能,必须采用全新的推进模式,喷气发动机应运而生。 涡轮喷气发动机简称涡喷发动机,通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。
涡喷发动机属于热机,做功原则同样为:高压下输入能量,低压下释放能量。
工作时,发动机首先从进气道吸入空气。这一过程并不是简单的开个进气道即可,由于飞行速度是变化的,而压气机对进气速度有严格要求,因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。
涡轮喷气发动机的优缺点
这类发动机具有加速快、设计简便等优点,是较早实用化的喷气发动机类型。但如果要让涡喷发动机提高推力,则必须增加燃气在涡轮前的温度和增压比,这将会使排气速度增加而损失更多动能,于是产生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此涡喷发动机油耗大,对于商业民航机来说是个致命弱点。
涡轮风扇喷气发动机的原理
战斗机动力装置的设计,总是追求更高的推重比;大型飞机自重和载重的不断增大,对发动机提出了更高的推力要求。而涡扇发动机的诞生就是为了顺应人们对航空发动机越来越高的推力要求而诞生的。因为提高喷气发动机的推力最简单的办法就是提高发动机的空气流量。
涡桨发动机的推力有限,同时影响飞机提高飞行速度。因此必需提高喷气发动机的效率。发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比,就可以提高热效率。因为高温、高密度的气体包含的能量要大。但是,在飞行速度不变的条件下,提高涡轮前温度,自然会使排气速度加大。而流速快的气体在排出时动能损失大。因此,片面的加大热功率,即加大涡轮前温度,会导致推进效率的下降。要全面提高发动机效率,必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。
涡轮风扇发动机的妙处,就在于既提高涡轮前温度,又不增加排气速度。涡扇发动机的结构,实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮,这些涡轮带动一定数量的风扇。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样,送进压气机(术语称“内涵道”),另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。因此,涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时,为提高热效率而提高涡轮前温度,可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径,使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道,从而避免大幅增加排气速度。热效率和推进效率取得了平衡,发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低,飞机航程变得更远。
从结构上看,目前涡扇发动机可分为单转子、双转子、三转子
涡轮风扇发动机可以再细分为不加力式和加力式。前者不仅涡轮前温度较高,而且风扇直径较大,涵道比可达8以上,这种发动机的经济性优于涡轮喷气发动机,而可用飞行速度又比活塞式发动机高,在现代大型干线客机、军用运输机等最大速度为M0.9左右的飞机中得到广泛的应用。根据热机的原理,当发动机的功率一定时,参加推进的工质越多,所获得的推力就越大,不加力式涡轮风扇发动机由于风扇直径大,空气流量就大,因而推力也较大。同时由于排气速度较低,这种发动机的噪音也较小。加力式涡轮风扇发动机在飞机巡航中是不开加力的,这时它相当于一台不加力式涡轮风扇发动机,但为了追求高的推重比和减小阻力,这种发动机的涵道比一般在1.0以下。在高速飞行时,发动机的加力打开,外涵道的空气和涡轮后的燃气一同进入加力燃烧室喷油后再次燃烧,使推力可大幅度增加,甚至超过了加力式涡轮喷气发动机,而且随著速度的增加,这种发动机的加力比还会上升,并且耗油率有所下降。加力式涡轮风扇发动机由于具有这种低速时较油耗低,开加力时推重比大的特点
涡桨,涡喷,涡扇发动机的原理分别是什么?各有什么性能特点?
简单通俗的么?
涡轮喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。 其原理简单的来说,空气进入进气道,在压气机的作用下增大压力,然后在燃烧室与燃料充分燃烧,带动涡轮旋转,产生高温高压燃气,然后在尾喷管中继续膨胀,从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。
现代战斗机有时需要短时间增大推力,比如起飞,格斗时作出各种机动动作等。所以在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,温度急剧升高,可以使推力立即增加1.5倍左右。但极耗油,而且非常损耗发动机寿命,只能开十几秒左右。(前苏联的米格25在开加力的情况下速度能达到马赫3.2这一变态数字)
首先装备涡轮喷气发动机的是二战德国的ME262
涡轮风扇发动机是在涡轮喷气发动机基础上改进而来,因为涡轮喷气发动机在低速状态下油耗大,航程低。 其原理是在进气道之后,压气机之前加了一排或者几排风扇,然后在压气机外围有一个管壁,直接通向加力燃烧室,称为外涵道;压气机至加力燃烧室这一段称为内涵道。 空气进入进气道后,经过风扇,一部分空气进入外涵道直接进入加力燃烧室,另一部分空气则和涡喷发动机一样经过压力机加压,燃烧室燃烧,涡轮转动之后进入加力燃烧室,这样的好处就是低速时一部分空气未经燃烧直接与燃烧后的燃气混合排出,相比涡喷更加省油;高速加力时一部分未经燃烧的空气又可以在加力燃烧室与喷出的油料充分的燃烧,相比涡喷更可以获得更大的推力。
涡扇发动机的内外涵道空气流量之比称为涵道比,涵道比的高低对发动机性能影响很大。涵道比大,其低速性能好,省油,但高速性能差。反之则相反。
目前世界上最先进的涡轮风扇发动机是美国普惠公司研制的F119,装备于F22战斗机。推重比(即发动机推力与飞机重量之比,是衡量发动性能重要因素)大于10,可在不开加力状态下超音速巡航。 而我国目前最先进的是WS10,装备歼10,推重比只有7.8,可见技术之差距。
而涡轮涡轮螺旋桨发动机可以理解成一个超大涵道比的涡轮风扇发动机,其外部的风扇就相当于涡扇发动机的外涵道。由于涵道比超大,尾喷口产生的推力只有总推力的一点点,而且相对于涡扇发动机更加省油,在低速状态下拥有更好的性能,但由于螺旋桨的制约,速度只能维持在900KM以下。
涡桨发动机由于具有省油,低速性能好的特点,被广泛应用于巡逻,灭火,反潜,运输,及民用领域。美国的C130运输机及EP3反潜巡逻机,我国的新舟60支线客机等都是使用涡桨发动机。
航空发动机除了上述三种以外,还有活塞式发动机,冲压喷气式发动机,脉冲喷气式发动机,火箭发动机。
由于航空发动机对性能,可靠性,寿命要求极为苛刻,其研制难度甚至高于航天火箭发动机。所以研制和制造航空发动机是衡量一个国家科研,制造技术的重要标志。目前世界上能独立研制航空发动机的只有少数几个国家。
PS:打了这么多字,全是原创的哦,楼主自己看着办吧
关于《涡扇发动机性能》的介绍到此就结束了。