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涡轮发动机和涡扇发动机的区别是什么?

来源:www.taobaoyi.com   时间:2022-05-07 13:35   点击:54  编辑:从娣   手机版

涡轮发动机?应该是涡喷发动机——涡轮喷气发动机。

无论是涡喷还是涡扇,都是利用尾部的喷气射流产生推力,根据动量定理,推力大致与(射流流速×射流质量流量)成正比。

为什么需要涡轮?涡轮可以为压气机提供动力,后者为燃烧室提供燃烧所需的空气。而在涡扇发动机中,涡轮还可以为外函道的另外一套螺旋桨——风扇——提供动力。

涡扇的优点:外函道气流增加了射流的质量流量,在同样推力时射流速度可以小些。须知射流速度越快,射流动能越大,这些动能最终都在大气中白白损耗掉了。所以,涡扇比涡喷损失的能量要小,更加经济。

但在高空气体密度较小的情况下,外函道质量流量大不起来,涡扇相对于涡喷的优势不那么明显,所以战斗机所用的涡扇发动机与民航飞机的涡扇发动机有所不同。

涡扇发动机的另外一个优点:速度较低的外函道冷气流将高温高速的内函道射流包围起来,可以减少噪声和热辐射。

从外观上差别不大。两者的共同点都是压气机压缩空气在燃烧室燃烧膨胀做功推动涡轮然都涡轮驱动压气机。这个也是燃气涡轮发动机的基本工作原理。区别就是涡喷发动机只有单个流道。而涡扇发动机通常是在普通的双转子的涡喷发动机的基础上,加装了有涡轮驱动的风扇和一个外罩(构成一个外涵道)。从结构的差别就是这样,你看见的涡喷前面像风扇一样的东西是压气机的叶片,而涡扇发动机前面的是风扇。 涡扇发动机结构上有外涵道和内涵道,外涵道的喷出的空气直接排除发动机产生推力,内涵道的就是进入燃烧室。

  涡轮螺旋桨发动机(TURBOPROP ENGINES)

 

  之前所说的结构都是涡轮风扇发动机的结构,下面介绍另一种涡轮发动机;;

 涡轮螺旋桨发动机 与涡扇发动机的最大区别就是,它通过一个减速齿轮,把涡轮的机械能传递到螺旋桨,通过螺旋桨扫过大体积的空气来产生推力(大约占总推力的90%,尾喷口大约占10%)..

如图:

 

由于这种设计的局限,其效率速度比较高的时候很低,主要用于低速

下面是对比几种发动机的效率跟速度的关系:

 

一般有四种不同的设计:

(1)

特点:螺旋桨直接连到单压气机的轴上面

 

(2)

特点:螺旋桨由一个独立的TURBINE驱动

(3)

 

(4)

 

驾驶 涡轮螺旋桨发动机 飞机的时候要注意的事项:

多发发动机单发停车以后 需要马上顺桨否则由于发动机停车以后单侧阻力增大,使飞机的严重向一侧偏转。
  。

  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

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