【簡介：】本篇文章給大家談?wù)劇逗娇瞻l(fā)動機是如何工作的原理》對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、飛機發(fā)動機是怎么工作的
2、飛機發(fā)動機工作原理是什么？
3、航空發(fā)
本篇文章給大家談?wù)劇逗娇瞻l(fā)動機是如何工作的原理》對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助。
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飛機發(fā)動機是怎么工作的
首先簡單介紹一下結(jié)構(gòu)
噴氣發(fā)動機由進氣道，壓氣機，燃燒室，渦輪，尾噴管五部分組成，其中壓氣機，燃燒室和渦輪合起來稱為核心機（為什么叫核心機后面介紹）。
對于噴氣發(fā)動機來說，當飛機在空中高速飛行時，以飛機為參考系，前方空氣來流速度很快，這時壓氣機是不能直接吸入這些高速氣流的，必須先由進氣道將高速低壓氣流轉(zhuǎn)換為低速高壓氣流，目前航空發(fā)動機進氣道進氣氣流速度為當?shù)伛R赫速0.5-0.6（因為聲速為溫度的函數(shù)，發(fā)動機里不同位置溫度不一樣，因此聲速也不一樣，當?shù)伛R赫速0.5-0.6是指進氣道入口處氣流速度是當?shù)芈曀俚?.5-0.6倍）。
而尾噴管則是通過控制氣流噴出速度控制推力，并使出口壓力盡可能接近外界大氣壓。
下面來說核心機，為了了解核心機是怎么回事，首先要了解噴氣發(fā)動機的熱力學原理。
從熱力學原理來說，渦輪噴氣發(fā)動機的熱力循環(huán)是布雷頓循環(huán)
上圖是表示理想布雷頓循環(huán)的溫熵圖（圖中的每一點對應(yīng)于理想氣體的一個狀態(tài)，這里將發(fā)動機吸入的空氣當成理想氣體處理），就噴氣發(fā)動機而言，0這一點表示周圍大氣的氣體狀態(tài)，空氣進入進氣道，被吸入壓氣機壓縮的過程是圖中0-2的等熵壓縮過程，理想情況下在這個階段，空氣的總熵不變，但被壓氣機壓縮溫度上升。當然實際做不到等熵壓縮，總有一點損失。
圖中2點表示經(jīng)過壓氣機的氣體狀態(tài)，此時氣體溫度已有600K左右（工程熱力學一般都用熱力學溫度），當然不同發(fā)動機差別會比較大。氣體從點2到點3是在燃燒室中進行等壓加熱，理論來說燃燒過程壓力基本不變（當然實際做不到真正的等壓）。經(jīng)過燃燒室加熱后氣體溫度已經(jīng)非常高了，氣體到點3后下面一個階段就要經(jīng)過渦輪，所以點3的溫度也叫渦輪前溫度。目前噴氣發(fā)動機渦輪前溫度普遍能到1400K以上，F(xiàn)-22的發(fā)動機渦輪前溫度能到2000K左右。
從點3到點4，是氣體經(jīng)過渦輪等熵膨脹，在這個過程中推動渦輪做功，自身內(nèi)能下降，表現(xiàn)為溫度降低。而渦輪和前面的壓氣機是由一根軸連在一起的，由高溫氣體做功推動渦輪后，渦輪將這個功傳給前面的壓氣機，也就是說壓氣機壓縮氣體消耗的能量是由后面渦輪產(chǎn)生的，也因為這個原因，噴氣發(fā)動機不能自己啟動，啟動時必須先有電動機之類的東西把它帶到一定的轉(zhuǎn)速之后才能點火啟動。
氣體排出發(fā)動機后，在大氣中等壓冷卻，在圖中用點4到點1的虛線表示。
分析這個熱力學循環(huán)可以看出，3點的溫度越高，氣體在渦輪前內(nèi)能越高（理想氣體內(nèi)能為溫度的線性函數(shù)，溫度越高內(nèi)能越高），在經(jīng)過渦輪時做功也越多，就能更好推動壓氣機產(chǎn)生更大的推力，而在溫熵圖上2-3的等熵過程的路徑是唯一確定的，按照工程師和科學家的計算，每一個渦輪前溫度都對應(yīng)一個最佳增壓比，使在這個渦輪前溫度下發(fā)動機的熱效率最高。也就是說點3溫度增高，如果要保持熱力學效率不降低，點2的溫度也必須增高，即壓氣機增壓比要增高，因此噴氣發(fā)動機的發(fā)展主要就在干兩件事，想方設(shè)法提高渦輪前溫度和想方設(shè)法提高壓氣機增壓比。
了解了噴氣發(fā)動機的熱力學原理之后，我們可以發(fā)現(xiàn)，布雷頓循環(huán)中決定整個循環(huán)狀況的是壓氣機增壓比和渦輪前溫度，壓氣機的設(shè)計決定增壓比，而渦輪前溫度由燃燒室和渦輪共同決定（畢竟即便燃燒室能燒到2000K，渦輪承受不了如此高的溫度就融化了），所以壓氣機，燃燒室和渦輪合起來稱為核心機，因為它們?nèi)齻€決定了一臺噴氣發(fā)動機的熱力學循環(huán)是什么樣的，核心機決定發(fā)動機的總功率和熱效率，有了好的核心機，如果直接在地上用，稍微改造一下就成燃氣輪機，同樣的核心機如果加上超聲速進氣道、加力燃燒室和尾噴管就成了戰(zhàn)斗機用的渦噴發(fā)動機，如果核心機前面加一個風扇就成了渦扇發(fā)動機。美國的lm2500艦用燃氣輪機和F-15、F-16所用的F110發(fā)動機以至一些民航飛機的發(fā)動機就都是從GE9一個核心機衍生而來。
飛機發(fā)動機工作原理是什么？
航空發(fā)動機工作原理，共有3種類型：
活塞式航空發(fā)動機
是早期在飛機或直升機上應(yīng)用的航空發(fā)動機，用于帶動螺旋槳或旋翼。大型活塞式航空發(fā)動機的功率可達2500千瓦。后來為功率大、高速性能好的燃氣渦輪發(fā)動機所取代。但小功率的活塞式航空發(fā)動機仍廣泛地用于輕型飛機、直升機及超輕型飛機。
燃氣渦輪發(fā)動機
這種發(fā)動機應(yīng)用最廣。包括渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風扇發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機和渦輪軸發(fā)動機，都具有壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪。渦輪螺旋槳發(fā)動機主要用于時速小于800千米的飛機；渦輪軸發(fā)動機主要用作直升機的動力；渦輪風扇發(fā)動機主要用于速度更高的飛機；渦輪噴氣發(fā)動機主要用于超音速飛機。
沖壓發(fā)動機
其特點是無壓氣機和燃氣渦輪，進入燃燒室的空氣利用高速飛行時的沖壓作用增壓。它構(gòu)造簡單、推力
大，特別適用于高速高空飛行。由于不能自行起動和低速下性能欠佳，限制了應(yīng)用范圍，僅用在導彈和空中發(fā)射的靶彈上。
其他
上述發(fā)動機均由大氣中吸取空氣作為燃料燃燒的氧化劑，故又稱吸空氣發(fā)動機。其他還有火箭發(fā)動機、脈沖發(fā)動機和航空電動機?；鸺l(fā)動機的推進劑（氧化劑和燃燒劑）全部由自身攜帶，燃料消耗太大，不適于長時間工作，一般作為運載火箭的發(fā)動機，在飛機上僅用于短時間加速（如起動加速器）。脈沖發(fā)動機主要用于低速靶機和航空模型飛機。由太陽電池驅(qū)動的航空電動機僅用于輕型飛機，尚處在試驗階段。
航空發(fā)動機的工作原理
將燃料的熱能或其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，為飛機或其他航空器提供飛行所需動力的裝置。分為活塞式發(fā)動機、燃氣渦輪發(fā)動機和噴氣發(fā)動機?；钊胶娇瞻l(fā)動機是指帶動空氣螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推進力的航空發(fā)動機。燃氣渦輪航空發(fā)動機是現(xiàn)代飛機和直升機的主要發(fā)動機，特點是有壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪組成的核心機。噴氣式航空發(fā)動機是指利用自身噴管噴射髙速氣流產(chǎn)生反作用推力的航空發(fā)動機。
關(guān)于《航空發(fā)動機是如何工作的原理》的介紹到此就結(jié)束了。
