《人類工業文明皇冠上的明珠,航空發動機一共分幾類?》 其實國內豈止是發動機不行啊,不行的地方多了,只是你不知道,也不在乎。我們在很多大類上都還有很長的路要走。尤其是考慮到極限情況下,就比如你在家蓋房子,水泥都要自己燒,木材都要自己種。你造飛機,最簡單的,建模的CATIA,以及仿真的ANSYS給你禁了,你怎麼辦? 好多人之所以張口就提發動機,也合理。這玩意確實重要,全世界能造發動機的也沒幾個,說它是人類工業文明,皇冠上的明珠,一點不吹牛。而且這個發動機,可以說是咱們最大的短板,最容易被卡脖子。物以稀為貴,據說一架新客機,光發動機的價錢就占了1/3。而且這個占比,飛機越老越高,飛機報廢時,假設整機能賣100塊錢,那這發動機拆下來都能賣80. 但是今天咱們不講發動機為啥難造啊,今天咱們就介紹一下,飛機發動機一共分幾類,它們都有啥不一樣。 首先你想飛機它為啥能飛起來,也就是機翼的升力它是哪來的。初中時候學過,說是伯努利原理。然後說,因為機翼上下表面形狀不一樣,空氣在機翼前面分開,要同時到達機翼後面,上面走的路程長,下面走的短,所以上面流的快。根據伯努利原理,流速大,壓強小,所以機翼被頂起來了。這個解釋,其實是有毛病的,你說流速大壓強小這個伯努利原理沒毛病,但是空氣從機翼前面分開,憑什麼非要同時到達機翼後面呢?就是啊,我憑什麼啊!其實後來人們做實驗也發現了,它們根本就不是同時到達的。但是上面流的快,這一點確實是對的。這個對升力錯誤的解釋,從小學初中到高中,忽悠了好多人,可能很多人大學或者研究生畢業,還信這個呢。我也是大學上那個氣體動力學的時候,才慢慢反應過來。 具體機翼的升力咋來的,三兩句我解釋不清,或者說我也沒那本事。真正感興趣的可以去查一下,資料很多。跑題了,繼續說咱們的發動機。飛機要想飛起來,首先要往前跑,機翼和空氣有一定的相對速度,才能升起來。這個發動機,就是為了推著它往前跑。之所以能往前推,原理你肯定明白,作用力與反作用力嘛,就跟吹氣的氣球放氣時往前跑一樣。只要你往後推空氣,空氣就會往前推你。對於這個說法,萊特兄弟點點頭,他們的飛機就裝了個螺旋槳,說白了就是,螺旋槳轉起來之後,往後吹風,那風就會往前推你。帶動這個螺旋槳的,那就是發動機了。終於扯到正題了。 最早的這個發動機,是活塞的。就跟拖拉機汽車的一樣,四沖程。區別就是有的缸多,有的缸少,缸多了勁兒大。而且缸的排列方式不一樣,有直列的,有V形的,最有名的就是這個星型的了。星型排列的好處挺多,比如它和空氣的接觸面大,可以用空氣冷卻,比液冷輕多了。在渦輪發動機出來之前,大部分的活塞發動機都是這種星型的。最牛的是普惠的那個28缸,能達到3500馬力。 活塞發動機有它的好處,最大的好處就是省油,尤其是對於小飛機來說,現在活塞發動機在小飛機上用的也很多。但是它的缺點也很明顯,比如功率不夠大,或者說功重比太小。推力不夠大,飛機就不好飛太快,尤其對戰鬥機來說,慢死了,慢-死了。 後來出現了帶“渦”這個字的發動機,渦噴、渦扇、渦槳、渦軸,這個渦,指的是渦輪。這些發動機,共同的特點都是由主要三個部件組成:壓氣機,燃燒室,渦輪。他們三個合在一起,叫核心機。你看,核心,這個詞,一聽就不簡單。注意,知識點來了啊!這三個東西,壓氣機負責讓空氣壓力升高,燃燒室負責讓溫度升高。這個氣體壓力和溫度升高之後,就開始推著渦輪轉,渦輪再帶著壓氣機轉,不然壓氣機自己轉不起來。渦輪前面的氣體溫度和壓力越高,渦輪就能轉的更快,壓氣機當然也更快。所以就能抽更多的氣,更好地增壓,最終就能讓經過渦輪後,噴出去的氣更快更多。你噴氣噴的快噴的多,氣給你的推力也就更大。現在好的發動機,它渦輪前溫度都快2000度了,一般的金屬都給你燒化了。 核心機基本上前後各加一個管子,進氣道和尾噴管,就是個渦噴發動機。對於渦噴來說,最大的缺點,就是費油,好處是勁大,裝上之後飛機飛的快飛的高。但是由於太費油,民用飛機現在沒人用這玩意,軍用飛機還有一些在用,但也是老飛機,慢慢就沒了。 渦噴發動機噴出來的氣溫度很高,溫度高就表示能量高,噴出去浪費好多。所以在壓氣機前面再加個大風扇,讓它也抽氣,抽的氣一部分進燃燒室,一部分直接排出。進燃燒室走的這條路,叫內涵道;外面一圈那條路,叫外涵道。外涵道與內涵道的比,就叫涵道比。涵道比越大的發動機,基本上你看著它也就越胖。你看那個GE90,就是個大大大胖子,它的涵道比能達到10。渦扇發動機相比渦噴要省油,現在噴氣客機一般都用這種。 渦槳發動機,就是在渦噴發動機上再裝個螺旋槳,渦輪帶著它轉。這玩意推進原理和活塞的一樣,沒經驗的看見螺旋槳飛機,甚至都看不出來是活塞還是渦槳的。但是這個螺旋槳不能轉太快,差不多一分鐘也就1000來圈,再快了那阻力太大,所以在螺旋槳和渦輪中間,還得再裝一套減速的齒輪。不然螺旋槳能轉飛了。這種發動機,除了帶動螺旋槳轉之外,還往後噴點氣,產生點推力,但是不大,估計都不到總推力的1/10。這個渦槳發動機,現在飛機上用的還挺多的,軍民都有。軍用的像老毛子那個巨無霸,安-22;民用的像咱們國產的新舟-60。螺旋槳飛機的優缺點和活塞的差不多,畢竟都是螺旋槳推進的。省油,但是飛不快。 這個渦軸發動機,直升機用的,跟渦槳比較像,你就可以理解成它是把渦槳豎起來了。渦槳往前拉,它往上拉。但是也有點不一樣,就是這種發動機,一般都會有個自由渦輪。所謂自由,就是它不用去帶動壓氣機,你就好好去帶那個螺旋槳就行。 其實除了前面這些,還有一些飛機發動機,比較冷門,要麼很少用,要麼還沒用。比如槳扇發動機,這個東西可以理解成涵道比無限大的渦扇,也可以理解成去掉減速齒輪的渦槳。可以說把渦槳渦扇的優點二合一,又省油飛的又快。但是現在用的特別少,烏克蘭的安-70應該是獨苗。這個發動機一個大的問題,是那啥呢,你扇葉轉這麼快,周圍也不像渦扇弄個機匣包起來,萬一扇葉斷了,這哢哢哢飛出去,那殺傷力嚇死人。 更冷門的還有,像爆震發動機,飛的特別快。運行起來之後的聲音,DuangDuangDuangDuang,這樣的。本科時候上課,老師講過,只說國內在研究,他也見過試驗,點到為止,不可多說。但是我認為這玩意去打仗還差不多,用到客機上這DuangDuangDuang的還不把乘客都給送走了。 收工,這些常見的飛機發動機,講完了。點個贊唄,親。發動機為啥難造,說一句話你自己品品:就好比把紙放在火裏燒,燒的同時還要用特別大的勁去拽它,這個紙不能破。如果容易造,皇冠上的明珠就不值錢了,皇冠也更不值錢了。好,如果你看懂了,感覺還有點東西,求點贊,求轉發,求關注!我是造飛機的馬卡耶夫,咱們下期見! 《人類工業文明皇冠上的明珠,航空發動機一共分幾類?》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 小編的世界 e4to.com,請記得按讚、收藏及分享!
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人類工業文明皇冠上的明珠,航空發動機一共分幾類?
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