【簡介:】槳扇發(fā)動(dòng)機(jī):
槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)是一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),類似于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),但沒有風(fēng)扇函道。風(fēng)扇置于發(fā)動(dòng)機(jī)短艙之外。和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)類似,風(fēng)扇由渦輪直接帶動(dòng)。在外觀上,槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)和渦
槳扇發(fā)動(dòng)機(jī):
槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)是一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),類似于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),但沒有風(fēng)扇函道。風(fēng)扇置于發(fā)動(dòng)機(jī)短艙之外。和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)類似,風(fēng)扇由渦輪直接帶動(dòng)。在外觀上,槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)和渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)很相似,但渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳是由渦輪通過減速器帶動(dòng)的,槳扇和渦輪之間則無減速器。
由于和渦輪之間沒有減速器,因此槳扇的螺旋槳轉(zhuǎn)速非常高。因此在設(shè)計(jì)中,螺旋槳的葉型和葉片翼型都和渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)螺旋槳不同。
有的槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)采用雙渦輪雙層槳結(jié)構(gòu),兩層槳轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,以提高效率。
由于結(jié)構(gòu)類似于渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),且沒有風(fēng)扇旱道,槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常被稱做無限高函道比的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)有著渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)類似的速度和性能,但在經(jīng)濟(jì)性上接近渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)。
渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī):
渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbofan Engine,亦稱渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī))是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一種,由渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbojet,簡稱渦噴發(fā)動(dòng)機(jī))發(fā)展而成。與渦噴比較,主要特點(diǎn)是其首級壓縮扇葉的面積大很多,除了作為壓縮空氣的用途之外,同時(shí)也具有螺旋槳的作用,能將部分吸入的空氣通過噴氣引擎的外圍向后推。發(fā)動(dòng)機(jī)核心部分空氣經(jīng)過的部分稱為內(nèi)涵道,僅有風(fēng)扇空氣經(jīng)過的核心機(jī)外側(cè)部分稱為外涵道。渦扇引擎最適合飛行速度為每小時(shí)400至2,000公里時(shí)使用,故此現(xiàn)在多數(shù)的噴氣機(jī)引擎都是采用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來源。
渦扇引擎的涵道比(Bypass ratio)是單位時(shí)間內(nèi)不經(jīng)過燃燒室的空氣質(zhì)量,與通過燃燒室的空氣質(zhì)量的比例。涵道比為零的渦扇引擎即是渦輪噴氣引擎。早期的渦扇引擎和現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)使用的渦扇引擎涵道比都較低。例如世界上第一款渦扇引擎,勞斯萊斯的Conway,其涵道比只有0.3。現(xiàn)代多數(shù)民用飛機(jī)引擎的涵道比通常都在5以上。涵道比高的渦輪扇引擎耗油較少,但推力卻與渦輪噴氣引擎相當(dāng),且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還寧靜得多。
戰(zhàn)斗機(jī)使用低涵道比發(fā)動(dòng)機(jī),主要是因?yàn)榻孛娣e與常用飛行速度,高涵道比的發(fā)動(dòng)機(jī),截面積過大在超音速的時(shí)候阻力過大,另外在超音速的狀況下效率也會比純渦輪射噴甚至于低旁通還低,所以戰(zhàn)斗機(jī)皆使用低涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)(涵道比皆低于1),另外還有像是SR-71使用可變涵道比發(fā)動(dòng)機(jī),能夠關(guān)閉旁通部份,來增加超音速的效率,像是只在超音速飛行的協(xié)和號噴氣客機(jī),因?yàn)殚L時(shí)間處于超音速狀態(tài),為了提升效率與降低成本就是使用純渦輪噴氣而無涵道比的發(fā)動(dòng)機(jī)
渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī):
渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)(Turboprop Engines,或根據(jù)其發(fā)動(dòng)機(jī)類型而稱為渦輪螺旋槳噴射發(fā)動(dòng)機(jī),并常簡稱為渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)是一種通常用于飛機(jī)上的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(gas turbine engine)。渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理大致上與使用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來源的傳統(tǒng)螺旋槳飛機(jī)雷同,是以螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的力量來作為飛機(jī)前進(jìn)的推進(jìn)力。其與活塞式螺槳機(jī)主要的差異點(diǎn)除了驅(qū)動(dòng)螺旋槳中心軸的動(dòng)力來源不同外,還有就是渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳通常是以恒定的速率運(yùn)轉(zhuǎn),而活塞動(dòng)力的螺旋槳?jiǎng)t會依照發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不同而有轉(zhuǎn)速高低的變化。
雖然渦槳引擎的燃燒室與渦輪噴射發(fā)動(dòng)機(jī)類似,但為了自排廢氣中回收較多的動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)螺旋槳,渦槳引擎的渦輪(Turbine)端之扇葉級數(shù)比較高。相反的,由于渦輪噴射發(fā)動(dòng)機(jī)主要的推進(jìn)力都來自于熱氣直接排放至大氣中所產(chǎn)生的反作用力,因此其渦輪端的扇葉級距數(shù)越小越好,只需保持足夠的回收動(dòng)力用來驅(qū)動(dòng)壓縮端的扇葉即可。
事實(shí)上,渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的效率亦高于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),但是使用渦槳引擎的飛機(jī)速度通常較渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)來的低。原因是渦槳引擎的涵道比通常比渦輪風(fēng)扇引擎來的高,但是也造成其槳葉端部分速度很高,有產(chǎn)生震波的可能。另外,因渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度很快,使得渦輪與螺槳之間必須要有變速齒輪,來降低螺槳轉(zhuǎn)速使其葉端不要超過音速。所以使用螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)會多個(gè)變速齒輪的重量。
雖然渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)常用在較小型或較低速的次音速飛機(jī)上,但也有少數(shù)使用渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī),可以以非常接近音速的500節(jié)(約926公里/小時(shí),或575英里/小時(shí))的空速在空中巡航。
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī):
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(簡稱渦噴發(fā)動(dòng)機(jī))[1]是一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。特點(diǎn)是完全依賴燃?xì)饬鳟a(chǎn)生推力。通常用作高速飛機(jī)的動(dòng)力。油耗比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)高。
渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)分為離心式與軸流式兩種,離心式由英國人弗蘭克·惠特爾爵士于1930年取得發(fā)明專利,但是直到1941年裝有這種發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)才第一次上天,沒有參加第二次世界大戰(zhàn),軸流式誕生在德國,并且作為第一種實(shí)用的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)Me-262的動(dòng)力參加了1944年末的戰(zhàn)斗。
相比起離心式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),軸流式具有橫截面小,壓縮比高的優(yōu)點(diǎn),但是需要較高品質(zhì)的材料——這在1945年左右是不存在的。當(dāng)今的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)均為軸流式。