上次的講到了飛機之所以能夠飛起來,是因為曲面機翼上下氣流流動速度不一致,導(dǎo)致上下壓力不同,從而將飛機托了起來??墒沁@么龐大的機身光靠風(fēng)把氣流吹到機翼上這點速度產(chǎn)生的升力,是不足以把飛機托起來的,所以我們就需要一個額外的動力(發(fā)動機)來推動飛機運動。 現(xiàn)在我們看到的是早期的活塞式發(fā)動機,這是一款星型活塞式發(fā)動機,五個活塞圍繞著中間的轉(zhuǎn)軸排列,每個活塞往復(fù)運動都帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,最后由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動螺旋槳轉(zhuǎn)動提供動力,驅(qū)動飛機。 由于 活塞式發(fā)動機 功率的限制和螺旋槳在高速飛行時效率下降,只適用于低速飛行。大多應(yīng)用于輕型飛機和超輕型飛機等,不適合用于軍事行動?;钊斤w機大多數(shù)服役于20世紀50年代以前,僅有少量小型飛機,超輕型飛機,無人機等采用此種發(fā)動機。 如果活塞式發(fā)動機不能做的太大,曾經(jīng) 美國 普惠公司做了一臺16缸的發(fā)動機,但是它工作不了幾分鐘,整個發(fā)動機都會因為發(fā)動機太熱而起火燃燒,這也是現(xiàn)在噴氣式發(fā)動機是主流的原因。 其實噴氣式發(fā)動機就像大家平時玩的氣球,但是我們?nèi)绻寶馇蛑械臍怏w沿著一個方向,在一定時間內(nèi)噴出,就能推動小車直線運動了,這就是簡單的噴氣式了。 可是單靠儲存氣體噴出,這只能是一次性的。后來的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)只要在一個桶狀的空間里靠燃料燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的氣體噴出,這樣就能持續(xù)不斷的提供動力推動航空器飛行。上圖是最早期的噴氣式發(fā)動機,脈沖式的噴氣式發(fā)動機, 用于二戰(zhàn)時德國納粹的V1式巡航導(dǎo)彈。但是這種發(fā)動機有個缺點,就是氣體只能靠飛機向前飛時把空氣壓進去,同時脈沖時點火導(dǎo)致噴出的氣體時斷時續(xù),這樣如果放在有人駕駛的飛機上的話,動力不夠而且會讓人很不舒服。上圖就是后期發(fā)展的渦噴發(fā)動機,這種發(fā)動機前方有壓氣機可以把氣體壓縮提高燃燒效率,同時有專門的燃燒室可以穩(wěn)定的燃燒。這時候噴氣式發(fā)動機就可以提供持續(xù)穩(wěn)定的噴氣,推動飛機飛行。后期也有帶加力燃燒室的渦噴發(fā)動機,就是在發(fā)動機后方再加上一個燃燒室,讓沒有燃燒完的空氣繼續(xù)和燃料反應(yīng)使空氣的推力更大,這多用于戰(zhàn)斗機。 噴氣式發(fā)動機再往后發(fā)展就是渦扇發(fā)動機,因為科學(xué)家發(fā)現(xiàn)燃燒的空氣除了直接向后噴射,提供動力以外,還可以驅(qū)動發(fā)動機葉片使大量的空氣被壓縮,這樣直接向后方噴出就能提供額外的動力。其實說白了就是把渦噴發(fā)動機外邊再加上一個罩子,罩子前方有個壓氣機葉片壓縮空氣,完后通過外部管路向后噴出。 這就是民航客機上使用的大涵道比的渦扇發(fā)動機,這種發(fā)動機前面的面積大,能吸入大量的空氣壓縮然后噴出,這樣能大幅度提高燃油使用效率,使跨大洲遠程飛行成為現(xiàn)實。
現(xiàn)在大家看到的這款噴氣式發(fā)動機感覺跟一開始介紹的活塞式螺旋槳差不多,但是它也是一款噴氣式發(fā)動機,這個就叫做渦槳式噴氣式發(fā)動機,這種發(fā)動機多用于中小型運輸機使用。 還有一種和剛說到渦槳發(fā)動機類似,它不只靠噴氣來推動,靠的是熱氣流推動傳動機構(gòu)來使直升機旋翼運動而產(chǎn)生升力,這個就是渦軸發(fā)動機。 噴氣式發(fā)動機尾部的氣流噴射速度非常快,而且溫度也非常高,建議大家不要靠近發(fā)動機的尾噴管,不然可不像上圖這樣只把臉吹變形這么簡單。好了,我們知道了飛機的升力是怎么產(chǎn)生的和飛機的動力源,下次我們來了解一下飛行員是怎么操控飛機在空中運動的。 (素材來源網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),聯(lián)系必刪) 起飛線,夢想放飛! |
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