噴氣發動機與火箭發動機
噴氣發動機和火箭發動機是基於牛頓第三定律的反作用發動機。火箭發動機也是一種噴氣發動機,兩者之間幾乎沒有具體的變化。兩者的推力來自於發動機的排氣速度。火箭發動機的排氣在噴管喉部附近達到音速,噴管的膨脹使速度進一步倍增,從而產生高超音速的排氣射流。噴氣發動機使用空氣和燃料燃燒,以亞音速或音速運轉。噴氣發動機只能在大氣中工作,而火箭可以在真空和大氣中工作。噴氣式發動機從大氣中吸收氧氣燃燒,但火箭有自己的氧氣。
火箭發動機
火箭發動機,簡稱“火箭”,是一種噴氣式發動機,它只使用推進劑質量,產生加壓氣體,形成高速推進射流,通過噴嘴在火箭發動機中產生推力。它們大多是內燃機,而不是使用外部材料形成噴氣式飛機,而是利用內燃機的排氣。噴氣式飛機的最高排氣速度來自火箭發動機。
火箭發動機的工作原理分為三個主要部件,並與所使用的推進劑類型略有不同。第一種是推進劑燃燒或加熱,產生廢氣,第二種是通過超音速推進噴嘴,利用氣體本身的熱能,有助於將廢氣加速到高速。然後發動機被推向相反的方向,作為對排氣流的反作用。在高溫和高壓的基礎上,這將提供更好的熱力學效率。這是因為在高溫下,聲速也非常高。聲速大致與排氣溫度的平方成正比。
火箭發動機的構造取決於推進劑的使用類型。許多發動機是內燃機,它使用燃料和氧化成分混合物的推進劑質量,或固體和液體的混合物,或氣體推進劑。另一種是通過熱交換器用高能電源加熱化學惰性反應物。
噴氣發動機
噴氣發動機由許多部件組成,如風扇、壓縮機、燃燒室、渦輪、混合器和噴嘴。這些部件的可用性和佈置以及驅動機構提供了不同類型的噴氣發動機。發動機吸入空氣並將其壓縮在壓縮機中。然後壓縮和加熱的空氣被送到燃燒室,與燃料混合並燃燒。廢氣被送到渦輪,產生推動發動機的推力。
可用的噴氣發動機類型有:衝壓發動機、渦輪噴氣發動機、渦扇發動機、渦輪螺旋槳發動機和渦輪軸發動機。除了以下例外,所有發動機的工作原理相似。在渦扇發動機中,一部分壓縮空氣直接供給渦輪。雖然它不像燃燒室的廢氣那樣被加熱,但它攜帶大量空氣,因此對總推力的貢獻更大。在渦輪螺旋槳和渦扇發動機中,推力也是由螺旋槳產生的。在渦輪風扇中,總推力由螺旋槳產生,正如我們在直升機上看到的那樣。
噴氣發動機vs火箭發動機-火箭用於宇宙飛船和導彈。噴氣式飛機主要用於運輸業,也可用於軍用飛機、飛機、高速汽車、船隻和船舶。其他用途還包括巡航導彈和無人機(UAV)。火箭發動機是噴氣式飛機最不節能的發動機。與噴氣式發動機相比,火箭發動機的噪音汙染更大。噴氣式發動機對於火箭發動機來說更為複雜。 |