航空发动机有哪几类?有什么区别?谢谢了,大神帮忙啊

如题所述

航空活塞式发动机
航空活塞式发动机依靠活塞在气缸中的往复运动完成热力循环,将燃料的化学能转化为机械能。它的结构和工作原理与一般汽车用的活塞式发动机类似,由曲轴、连杆、活塞、气缸、进气阀、排气阀等组成。发动机工作时,曲轴旋转,活塞在连杆驱动下做上下往复运动。当曲轴曲柄处于最低位置时,活塞处于下死点;曲柄转到最高位置时,活塞处于上死点。活塞在气缸中的往复运动导致进气阀和排气阀的开关,从而实现空气与燃料混合物的吸入和燃烧后气体的排出。
涡轮风扇发动机
涡轮风扇发动机由空气在风扇中增压后的内涵气流和外涵气流组成。内涵气流流过核心机和低压涡轮,然后通过尾喷管排出;外涵气流则流过围绕核心机机匣与外涵机匣间的环形通道。由于内、外涵道的作用,涡轮风扇发动机有时也称为内外涵发动机。涡轮风扇发动机的工作特点是,高压涡轮出来的燃气先在低压涡轮中膨胀作功,再在尾喷管中膨胀加速,由此产生的推力大于纯涡轮喷气发动机的推力。涡轮风扇发动机的推力大,能量损失低,经济性优于涡轮喷气发动机。
涡轮螺旋桨发动机
涡轮螺旋桨发动机在燃气发生器后加装一套涡轮,驱动涡轮高速旋转并发出一定功率。动力涡轮的前轴穿过核心机转子,通过压气机前的减速器驱动螺旋桨,使飞机的螺旋桨旋转产生推力。涡轮螺旋桨发动机的主要特点是,燃气发生器产生的大部分可用能量被动力涡轮吸收并输出,用于带动飞机的螺旋桨旋转。涡轮出口的燃气在尾喷管中膨胀加速并喷出,产生反作用推力。由于燃气的温度和速度极低,所产生的反作用力(推力)较少,这个推力转化为推进功率时,仅约占涡轮螺旋桨发动机功率的10%。涡轮螺旋桨发动机具有重量轻、振动小等优点,特别是在飞行高度增加时性能更优。它被高涵道比涡扇发动机所取代的是在大型远程旅客机和运输机上,但在中小型运输机和通用飞机上仍有广泛应用。
涡轮喷气发动机
涡轮喷气发动机是一种完全依赖燃气流产生推力的发动机,通常用作高速飞机的动力。它分为离心式和轴流式两种。离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利,但直到1941年才首次应用于飞机,并未参加第二次世界大战。轴流式诞生于德国,并作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1945年末的战斗。与离心式涡喷发动机相比,轴流式具有横截面小、压缩比高的优点,现今的涡喷发动机均为轴流式。涡轮喷气发动机应用喷气推进避免了火箭和冲压喷气发动机的固有弱点,采用了涡轮驱动的压气机,在低速时也有足够的压力产生强大的推力。涡轮喷气发动机的机械布局比较简单,只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或若干个燃烧室。然而,热力和气动力问题较为复杂,由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成。
涡轮轴发动机
涡轮轴发动机是航空燃气涡轮发动机中的一种。在核心机或燃气加装一套涡轮(1级或多级),燃气在这后一涡轮(一般称为动力涡轮或低压涡轮)中膨胀,驱动它高速旋转并发出一定功率。动力涡轮的前轴(称动力轴)穿过核心机转子,通过压气机前的减速器减速后由输出轴输出功率,就组成了涡轮轴发动机。在涡轮轴发动机中,燃气发生器产生的可用能量基本上被动力涡轮吸收并从动力轴输出,通过直升机上的主减速器减速后驱动直升机的旋翼和尾桨;由尾喷管中喷射出的燃气的温度和速度极低,基本上不产生推力。大多数的涡轮轴发动机,动力涡轮与核心机的涡轮是分开的,且以不同的转速工作。由于动力涡轮与核心机没有机械地连成一体,因此也称它为自由涡轮,即为这种类型的涡轮轴发动机。在有的涡轮轴发动机中,动力涡轮不是通过前轴穿过燃气发生器向前输出功率,而是由涡轮转子的后轴向后输出功率。少数的涡轮轴发动机,将动力涡轮与核心机的涡轮机械地连接在一起,成为定轴式或单轴式涡轮轴发动机。一般,一架直升机上装有1-3台发动机。由于直升机旋翼的转速极低,约为100转/分,而涡轮轴发动机涡轮轴的转速极高,一般为10000-40000转/分甚至更高(发动机功率越小、输出轴的转速越高),因此,在直升机上设有一主减速器,将两台或三台发动机的功率输出轴水平地输入减速器,经减速后旋翼轴垂直向上地驱动旋翼。一般,发动机距主减速器有一段距离,需通过功率输出轴将发动机的功率传至主减速器。为了不使主减速器的减速比太大,增加主减速器的复杂性与重量,一般(除功率高达4000-5000马力以外)不能将涡轮轴直接与主减速器连接,而需在涡轮轴发动机的压气机前装一减速器,先将涡轮轴的转速减速后再通过"功率输出轴"将功率输至主减速器,此减速器称为涡轮轴发动机的"体内减速器"。另外,功率输出轴的转速不能太小也不能太大,太小,功率输出轴的直径将会很大,使重量加大(传动功率一定时,轴的转速低则轴径大,反之转速高则轴径小);太大,虽然输出轴直径可以小,但却使直升机主减速器结构变得复杂、重量大,且输出轴的转子动力学问题难以解决。现有的涡轮轴发动机中,大多数的功率输出轴转速为6000转/分,少部分为8000转/分。
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