喷气发动机与火箭发动机
喷气发动机和火箭发动机是基于牛顿第三定律的反作用发动机。火箭发动机也是一种喷气发动机,两者之间几乎没有具体的变化。两者的推力来自于发动机的排气速度。火箭发动机的排气在喷管喉部附近达到音速,喷管的膨胀使速度进一步倍增,从而产生高超音速的排气射流。喷气发动机使用空气和燃料燃烧,以亚音速或音速运转。喷气发动机只能在大气中工作,而火箭可以在真空和大气中工作。喷气式发动机从大气中吸收氧气燃烧,但火箭有自己的氧气。
火箭发动机
火箭发动机,简称“火箭”,是一种喷气式发动机,它只使用推进剂质量,产生加压气体,形成高速推进射流,通过喷嘴在火箭发动机中产生推力。它们大多是内燃机,而不是使用外部材料形成喷气式飞机,而是利用内燃机的排气。喷气式飞机的最高排气速度来自火箭发动机。
火箭发动机的工作原理分为三个主要部件,并与所使用的推进剂类型略有不同。第一种是推进剂燃烧或加热,产生废气,第二种是通过超音速推进喷嘴,利用气体本身的热能,有助于将废气加速到高速。然后发动机被推向相反的方向,作为对排气流的反作用。在高温和高压的基础上,这将提供更好的热力学效率。这是因为在高温下,声速也非常高。声速大致与排气温度的平方成正比。
火箭发动机的构造取决于推进剂的使用类型。许多发动机是内燃机,它使用燃料和氧化成分混合物的推进剂质量,或固体和液体的混合物,或气体推进剂。另一种是通过热交换器用高能电源加热化学惰性反应物。
喷气发动机
喷气发动机由许多部件组成,如风扇、压缩机、燃烧室、涡轮、混合器和喷嘴。这些部件的可用性和布置以及驱动机构提供了不同类型的喷气发动机。发动机吸入空气并将其压缩在压缩机中。然后压缩和加热的空气被送到燃烧室,与燃料混合并燃烧。废气被送到涡轮,产生推动发动机的推力。
可用的喷气发动机类型有:冲压发动机、涡轮喷气发动机、涡扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。除了以下例外,所有发动机的工作原理相似。在涡扇发动机中,一部分压缩空气直接供给涡轮。虽然它不像燃烧室的废气那样被加热,但它携带大量空气,因此对总推力的贡献更大。在涡轮螺旋桨和涡扇发动机中,推力也是由螺旋桨产生的。在涡轮风扇中,总推力由螺旋桨产生,正如我们在直升机上看到的那样。
喷气发动机vs火箭发动机-火箭用于宇宙飞船和导弹。喷气式飞机主要用于运输业,也可用于军用飞机、飞机、高速汽车、船只和船舶。其他用途还包括巡航导弹和无人机(UAV)。火箭发动机是喷气式飞机最不节能的发动机。与喷气式发动机相比,火箭发动机的噪音污染更大。喷气式发动机对于火箭发动机来说更为复杂。 |