我们常见的航空发动机通常有这么几种:螺旋桨,涡扇,涡喷,冲压等。
有很多人在提到的时候总喜欢说那个发动机好,那个发动机不好,那个发动机省油,那个发动机费油。其实这不免有些片面,这些发动机各有各的长处,各有各的短处。
一般来说,按照工作飞机的飞行速度从低到高,我们依次使用的发动机是螺旋桨,涡扇,涡喷,冲压,为什么是这样呢?
我们知道,现有的航空发动机都是利用作用力与反作用力的原理产生推力使飞机前进的。这些发动机在工作的时候把空气或者燃气高速向后推离喷射,从而获得向前的动力。但是这里有一个推进效率的问题。就是反推物质的速度与环境速度相差越大,推进效率就越高,相同情况下产生的推力越大(这里注意是相同情况下,暂且固定其他变量对推力的影响)。而螺旋桨,涡扇,涡喷,冲压这几种发动机的反推速度就是从低到高的,所以,一般我们在低速情况下用螺旋桨(这里讲的低速是对飞机而言的,和汽车比那还是比汽车快得多了),亚音速或者音速左右用涡扇,亚音速至超音速用涡喷,高超音速就要用到冲压了。有人说速度再高呢?呵呵,那就用火箭发动机,能把你推到第一宇宙速度,但是这已经不适合在亚轨道或外太空工作,我们通常不把火箭发动机归类在航空发动机里。
螺旋桨发动机的反推速度一般在几百米每秒左右,所以当螺旋桨发动机飞到亚音速这样的速度时,反推速度与环境速度已经相差无几,推进效率小的可怜,几乎不能再为飞机提供什么推力了(另外一个原因是螺旋桨在高速状态下的叶尖激波也是推力损失的祸首之一),所以螺旋桨发动机不用在高速机上,而在低速机上,螺旋桨发动机则表现良好,推力油耗比极低,非常经济。
涡扇和涡喷是很多人争论的焦点之一,在谁好谁坏上不能一致。就技术层面来讲,涡扇要先进于涡喷,在一般的从亚音速到音速再到低超音速,其性能都还可以,推力油耗比比较高,要好于涡喷。所以现在所有的客机,几乎所有的战斗机都装上了涡扇发动机。但是在较高速度下的时候,在高于两倍音速时,涡扇明显有推力跟不上的现象,所以在可调涵道比的发动机上,高速时会尽可能的减小外涵道,向涡喷靠拢。另外一个是涡喷的结构比涡扇简单,造价低,故障率比涡扇低,易于维修,所以涡喷涡扇各有特点。
至于冲压发动机,那是在高超音速的情况下使用的,理论能达到5-7倍音速。由于其实现技术复杂,尚且不是太成熟,目前也没能广泛使用,大多用在美军的试验机x系列上。实用中最著名的例子莫过于SR-71,此机号称双三,高速3万以上,速度3马赫以上,多次在世界各地嚣张地逛来逛去,速度快得把敌人的防空导弹都甩在后面,因此被誉为一直被追赶,从未被击落。此机正是采用了在高速下的冲压发动机,才使得这样的神话得以确立。但冲压发动机在低速下却根本不能点火正常工作。
由此各个发动机都有自己的适用领域,不能简单的一概而论。
有很多人在提到的时候总喜欢说那个发动机好,那个发动机不好,那个发动机省油,那个发动机费油。其实这不免有些片面,这些发动机各有各的长处,各有各的短处。
一般来说,按照工作飞机的飞行速度从低到高,我们依次使用的发动机是螺旋桨,涡扇,涡喷,冲压,为什么是这样呢?
我们知道,现有的航空发动机都是利用作用力与反作用力的原理产生推力使飞机前进的。这些发动机在工作的时候把空气或者燃气高速向后推离喷射,从而获得向前的动力。但是这里有一个推进效率的问题。就是反推物质的速度与环境速度相差越大,推进效率就越高,相同情况下产生的推力越大(这里注意是相同情况下,暂且固定其他变量对推力的影响)。而螺旋桨,涡扇,涡喷,冲压这几种发动机的反推速度就是从低到高的,所以,一般我们在低速情况下用螺旋桨(这里讲的低速是对飞机而言的,和汽车比那还是比汽车快得多了),亚音速或者音速左右用涡扇,亚音速至超音速用涡喷,高超音速就要用到冲压了。有人说速度再高呢?呵呵,那就用火箭发动机,能把你推到第一宇宙速度,但是这已经不适合在亚轨道或外太空工作,我们通常不把火箭发动机归类在航空发动机里。
螺旋桨发动机的反推速度一般在几百米每秒左右,所以当螺旋桨发动机飞到亚音速这样的速度时,反推速度与环境速度已经相差无几,推进效率小的可怜,几乎不能再为飞机提供什么推力了(另外一个原因是螺旋桨在高速状态下的叶尖激波也是推力损失的祸首之一),所以螺旋桨发动机不用在高速机上,而在低速机上,螺旋桨发动机则表现良好,推力油耗比极低,非常经济。
涡扇和涡喷是很多人争论的焦点之一,在谁好谁坏上不能一致。就技术层面来讲,涡扇要先进于涡喷,在一般的从亚音速到音速再到低超音速,其性能都还可以,推力油耗比比较高,要好于涡喷。所以现在所有的客机,几乎所有的战斗机都装上了涡扇发动机。但是在较高速度下的时候,在高于两倍音速时,涡扇明显有推力跟不上的现象,所以在可调涵道比的发动机上,高速时会尽可能的减小外涵道,向涡喷靠拢。另外一个是涡喷的结构比涡扇简单,造价低,故障率比涡扇低,易于维修,所以涡喷涡扇各有特点。
至于冲压发动机,那是在高超音速的情况下使用的,理论能达到5-7倍音速。由于其实现技术复杂,尚且不是太成熟,目前也没能广泛使用,大多用在美军的试验机x系列上。实用中最著名的例子莫过于SR-71,此机号称双三,高速3万以上,速度3马赫以上,多次在世界各地嚣张地逛来逛去,速度快得把敌人的防空导弹都甩在后面,因此被誉为一直被追赶,从未被击落。此机正是采用了在高速下的冲压发动机,才使得这样的神话得以确立。但冲压发动机在低速下却根本不能点火正常工作。
由此各个发动机都有自己的适用领域,不能简单的一概而论。