渦輪噴氣發動機與渦扇發動機
渦輪噴氣發動機是一種吸氣式燃氣渦輪發動機,在工作過程中執行內燃循環。它也屬於飛機推進發動機中的反作用發動機類型。英國的Frank Whittle爵士和德國的Hans von Ohain在20世紀30年代末獨立開發了實用發動機概念,但直到二戰後,噴氣發動機才成為一種廣泛使用的推進方式。
渦輪噴氣發動機在亞音速下的性能存在一些缺點,例如效率和噪音;因此,基於渦輪噴氣發動機**了先進的變體,以儘量減少這些問題。渦輪風扇早在20世紀40年代就被開發出來了,但由於效率較低,直到1960年代勞斯萊斯RB.80康威成為第一臺量產的渦扇發動機後才開始使用。
關於渦輪噴氣發動機的更多信息
通過進氣口進入的冷空氣在軸流壓縮機的連續級中被壓縮到高壓。在普通噴氣發動機中,氣流經過幾個壓縮階段,在每一個階段,將壓力提高到更高的水平。現代渦輪噴氣發動機可以產生高達20:1的壓力比,這是由於先進的壓氣機級設計有空氣動力學改進和可變的壓氣機幾何形狀,以在每個階段產生最佳的壓縮。
空氣的加壓也會提高溫度,當與燃料混合時,會產生可燃氣體混合物。這種氣體的燃燒使壓力和溫度升高到非常高的水平(1200攝氏度和1000千帕),氣體通過渦輪機的葉片。在渦輪部分,氣體對渦輪葉片施加力並使渦輪軸旋轉;在普通噴氣發動機中,該軸的工作驅動發動機的壓縮機。
然後氣體被引導通過一個噴嘴,這產生了大量的推力,可以用來驅動飛機。在排氣口,氣體的速度可以遠遠高於聲速。噴氣發動機的工作是理想的布萊頓循環模型。
渦輪噴氣發動機在低速飛行時效率低下,最佳性能超過馬赫數2。渦輪噴氣發動機的另一個缺點是渦輪噴氣發動機噪音非常大。然而,由於生產簡單、速度慢,目前仍在中程巡航導彈中使用。
關於渦扇發動機的更多信息
渦扇發動機是渦噴發動機的一種先進形式,軸的工作是用來驅動風扇吸入大量空氣,壓縮並直接通過排氣,產生推力。進氣口的一部分用於驅動核心內的噴氣發動機,而另一部分則通過一系列壓縮機單獨引導,並通過噴嘴而不經過燃燒。由於這種巧妙的機制,渦扇發動機噪音更小,推力更大。
高旁通發動機
空氣的旁通比是指通過風扇盤(該風扇盤繞過發動機核心而不發生燃燒)吸入的空氣質量流量與通過發動機核心(參與燃燒)的質量流量之間的比率,以產生機械能來驅動風扇併產生推力。在高旁路設計中,大部分推力來自旁路流量,而在低旁路,則來自流經發動機核心的流量。高旁路發動機通常用於商業應用,因為其噪音和燃油效率較低,而低旁路發動機則用於需要更高功率重量比的地方,例如軍用戰鬥機。
渦輪噴氣發動機和渦扇發動機有什麼區別?
•渦輪噴氣發動機是飛機上第一臺吸氣式燃氣渦輪發動機,而渦輪風扇是渦輪噴氣發動機的高級變體,使用噴氣發動機驅動風扇產生推力(渦輪風扇的核心是燃氣渦輪)。
•渦輪噴氣發動機在較高的速度(超音速)下有效,併產生較大的噪音,而渦輪風扇發動機在亞音速和跨音速下都是有效的,產生的噪音更小。
•目前渦輪噴氣發動機用於特定的軍事應用,但渦輪風扇仍然是軍用飛機和商用飛機的最佳推進選擇。
•在渦噴發動機中,推力完全由燃氣輪機的排氣產生,而在渦扇發動機中,部分推力由旁路流產生。
圖表來源:
http://en.*********.org/wiki/File:噴氣式飛機_引擎.svg