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渦輪風扇發動機與渦輪噴氣發動機的區別?

提問者:nsdonwsoai2013-03-24 00:00

渦輪風扇發動機與渦輪噴氣發動機的區別?

最佳答案

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。 渦噴發動機屬于熱機,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。這一過程并不是簡單的開個進氣道即可,由于飛行速度是變化的,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范圍。 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,于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,對于商業民航機來說是個致命弱點。 渦輪風扇噴氣發動機的原理 戰斗機動力裝置的設計,總是追求更高的推重比;大型飛機自重和載重的不斷增大,對發動機提出了更高的推力要求。而渦扇發動機的誕生就是為了順應人們對航空發動機越來越高的推力要求而誕生的。因為提高噴氣發動機的推力最簡單的辦法就是提高發動機的空氣流量。 渦槳發動機的推力有限,同時影響飛機提高飛行速度。因此必需提高噴氣發動機的效率。發動機的效率包括熱效率和推進效率兩個部分。提高燃氣在渦輪前的溫度和壓氣機的增壓比,就可以提高熱效率。因為高溫、高密度的氣體包含的能量要大。但是,在飛行速度不變的條件下,提高渦輪前溫度,自然會使排氣速度加大。而流速快的氣體在排出時動能損失大。因此,片面的加大熱功率,即加大渦輪前溫度,會導致推進效率的下降。要全面提高發動機效率,必需解決熱效率和推進效率這一對矛盾。 渦輪風扇發動機的妙處,就在于既提高渦輪前溫度,又不增加排氣速度。渦扇發動機的結構,實際上就是渦輪噴氣發動機的前方再增加了幾級渦輪,這些渦輪帶動一定數量的風扇。風扇吸入的氣流一部分如普通噴氣發動機一樣,送進壓氣機(術語稱“內涵道”),另一部分則直接從渦噴發動機殼外圍向外排出(“外涵道”)。因此,渦扇發動機的燃氣能量被分派到了風扇和燃燒室分別產生的兩種排氣氣流上。這時,為提高熱效率而提高渦輪前溫度,可以通過適當的渦輪結構和增大風扇直徑,使更多的燃氣能量經風扇傳遞到外涵道,從而避免大幅增加排氣速度。熱效率和推進效率取得了平衡,發動機的效率得到極大提高。效率高就意味著油耗低,飛機航程變得更遠。 從結構上看,目前渦扇發動機可分為單轉子、雙轉子、三轉子 渦輪風扇發動機可以再細分為不加力式和加力式。前者不僅渦輪前溫度較高,而且風扇直徑較大,涵道比可達8以上,這種發動機的經濟性優于渦輪噴氣發動機,而可用飛行速度又比活塞式發動機高,在現代大型干線客機、軍用運輸機等最大速度為M0.9左右的飛機中得到廣泛的應用。根據熱機的原理,當發動機的功率一定時,參加推進的工質越多,所獲得的推力就越大,不加力式渦輪風扇發動機由于風扇直徑大,空氣流量就大,因而推力也較大。同時由于排氣速度較低,這種發動機的噪音也較小。加力式渦輪風扇發動機在飛機巡航中是不開加力的,這時它相當于一臺不加力式渦輪風扇發動機,但為了追求高的推重比和減小阻力,這種發動機的涵道比一般在1.0以下。在高速飛行時,發動機的加力打開,外涵道的空氣和渦輪后的燃氣一同進入加力燃燒室噴油后再次燃燒,使推力可大幅度增加,甚至超過了加力式渦輪噴氣發動機,而且隨著速度的增加,這種發動機的加力比還會上升,并且耗油率有所下降。加力式渦輪風扇發動機由于具有這種低速時較油耗低,開加力時推重比大的特點

回答者:shan82082016-03-24 00:00

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