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渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)有什么區(qū)別?

 茶香飄萬(wàn)里 2020-01-02

這個(gè)問(wèn)題算是比較中規(guī)中矩的,通俗的說(shuō),渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)算是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)從概念產(chǎn)品走向成熟產(chǎn)品的1.0級(jí)別噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),而渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)則是2.0級(jí)別噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。兩者之間在很多方面都存在著共同點(diǎn),當(dāng)然也存在著不少不一樣的地方。老鷹航空大致從下面幾個(gè)方面來(lái)一一列舉一下吧:

1、推力產(chǎn)生機(jī)理不一樣;

渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的工作機(jī)理相對(duì)比較簡(jiǎn)單,一般從前到后主要有:壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、噴管四大段。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)從而將外部空氣吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)中,并進(jìn)行反復(fù)加壓,之后送入到燃燒室與燃油進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),釋放出高溫高壓氣體,這個(gè)氣體通過(guò)一個(gè)收縮-擴(kuò)張型的噴管?chē)姵?,先?qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)工作,而后噴出,在反作用力下,推力就產(chǎn)生了。渦輪得到的旋轉(zhuǎn)力通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)軸驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)持續(xù)工作,這樣渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)就可以連續(xù)工作了。

渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)比渦噴要復(fù)雜點(diǎn),在渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)外部額外的增加了一套涵道風(fēng)扇和壓氣機(jī),從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)涵道的同時(shí)工作。內(nèi)部的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際上就變成了渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)氣流被壓氣機(jī)風(fēng)扇吸入,之后分成兩個(gè)部分,一個(gè)走外部涵道,經(jīng)過(guò)一系列大直徑的壓氣機(jī)葉片增壓之后流向發(fā)動(dòng)機(jī)后方;另一部分走內(nèi)部涵道,如同渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)那樣,進(jìn)入燃燒室、渦輪。在尾部外涵道的高壓冷氣流和內(nèi)涵道的高壓熱氣流進(jìn)行混合,通過(guò)尾噴管?chē)姵?,從而產(chǎn)生推力。

可以這樣說(shuō),渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)主要依靠燃?xì)鉄釟饬鞯膰娚涠a(chǎn)生推力;而渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)主要依靠渦扇葉片增壓空氣的噴射而產(chǎn)生推力。

2、節(jié)油水平不同;

正是由于渦噴和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力機(jī)理存在不同,特別是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)只有一部分空氣和燃油進(jìn)行燃燒,因此,同等推力輸出條件下,渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)要比渦噴節(jié)油的多。而且渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)前端渦扇葉片直徑越大,外涵道與內(nèi)涵道比值越高,則推力也就越大。這就是為什么當(dāng)今民航飛機(jī)基本上都是采用大涵道渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的原因,畢竟很省油。

3、使用壽命存在很大差異;

渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)由于一部分冷空氣走外涵道,在噴管前與走內(nèi)涵道的熱氣流進(jìn)行了混合,因此發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)部件所需要承受肚餓氣流溫度要小于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),這樣就能夠有效降低材料的疲勞損傷強(qiáng)度,從而延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命。渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命普遍都是幾百個(gè)小時(shí),而軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命達(dá)到2000小時(shí),民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)則能達(dá)到4000小時(shí)。

總的來(lái)說(shuō),現(xiàn)在無(wú)論是軍用飛機(jī)還是民用飛機(jī),主要以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為主流,渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)基本上很少使用了。

——問(wèn)題就回答到這里了——

對(duì)航空感興趣的朋友不妨來(lái)關(guān)注“老鷹航空”吧。

(圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)公開(kāi)圖片,如侵則刪。)

1、效率不同:渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率高,油耗低,因而能夠獲得較大的推重比。

2、結(jié)構(gòu)不同:渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是在渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上增加了幾級(jí)渦輪,這些渦輪帶動(dòng)一排或幾排風(fēng)扇,風(fēng)扇后的氣流一部分進(jìn)入壓氣機(jī)(內(nèi)涵道),燃燒后從噴口噴出,另一部分則不經(jīng)過(guò)燃燒,而通過(guò)外涵道直接排到空氣中。

3、工作原理不同:渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)由風(fēng)扇、低壓壓氣機(jī)(髙涵比渦扇特有)、高壓壓氣機(jī)、燃燒室、驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的高壓渦輪、驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的低壓渦輪和排氣系統(tǒng)組成。

擴(kuò)展資料渦噴:函道比為零,一般壓氣機(jī)或增壓渦輪功率更大一些。常用于戰(zhàn)斗機(jī)等特殊用飛機(jī),有些軍用直升機(jī)也采用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。

渦扇:涵道比不為零,一般客機(jī)都采用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)相比渦噴更適用于客機(jī),因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)燃油效率和低噪。主要原因還是渦扇的推重比更適用于亞音速飛機(jī)。渦扇的內(nèi)涵道會(huì)產(chǎn)生高壓氣體與燃油混合并燃燒,燃燒后的高溫氣體推動(dòng)渦輪做功。

渦噴和渦扇最大區(qū)別就是渦扇比渦噴多若干級(jí)沖壓渦輪,從而在油耗降低的同時(shí)還大大提高了推進(jìn)效率。



先分別介紹一下概念

渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。

渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)分為離心式與軸流式兩種,離心式由英國(guó)人弗蘭克·惠特爾爵士于1930年取得發(fā)明專利,但是直到1941年裝有這種發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)才第一次上天,沒(méi)有參加第二次世界大戰(zhàn),軸流式誕生在德國(guó)

2006年柏林航空展公開(kāi)展示的Me-262 A-1c(戰(zhàn)后復(fù)制型號(hào))

并且作為第一種實(shí)用的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)Me-262的動(dòng)力參加了1944年末的戰(zhàn)斗。

當(dāng)今的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)多為軸流式,而小型發(fā)動(dòng)機(jī)上仍可能使用離心式壓縮。


一個(gè)典型的軸流式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)圖解(淺藍(lán)色箭頭為氣流流向)

圖片注釋: 1 - 吸入, 2 - 低壓壓縮, 3 - 高壓壓縮, 4 - 燃燒, 5 - 排氣, 6 - 熱區(qū)域, 7 - 渦輪機(jī), 8 - 燃燒室, 9 - 冷區(qū)域, 10 - 進(jìn)氣口


渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)

渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)(亦稱渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)或者內(nèi)外函噴氣發(fā)動(dòng)機(jī))是一種燃?xì)鉁u輪式航空發(fā)動(dòng)機(jī),主要特點(diǎn)是其首級(jí)扇葉的面積大過(guò)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的首級(jí)扇葉很多,部分空氣經(jīng)過(guò)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)稱為內(nèi)涵道,經(jīng)由內(nèi)含的渦輪驅(qū)動(dòng)首級(jí)增壓扇葉推動(dòng)空氣經(jīng)過(guò)的外側(cè)部分稱為外涵道,增壓扇葉同時(shí)具有螺旋槳和壓縮空氣的用途的作用,能將部分吸入的空氣通過(guò)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的外圍提供直接推力,內(nèi)外涵共同產(chǎn)生推力。


CFM CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)

可同時(shí)具有渦輪螺旋槳與渦輪噴氣推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的雙重推力供給。


一臺(tái)懸掛于波音737-8Z9機(jī)翼下的CFM56-7B系列發(fā)動(dòng)機(jī)

渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)有什么區(qū)別?

渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)

特點(diǎn)是完全依賴燃?xì)饬鳟a(chǎn)生推力。通常用作高速飛機(jī)的動(dòng)力。油耗比渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)高。
相比起離心式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),軸流式具有橫截面小,壓縮比高的優(yōu)點(diǎn),是需要較高品質(zhì)的材料

渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)

渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)外觀上似乎是更粗的發(fā)動(dòng)機(jī),實(shí)際上只有中心是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),其他全是扇風(fēng)推進(jìn),因?yàn)椴⒎侵灰揽繙u輪噴氣直接燃油燃燒出高壓空氣提供推力

所以單位推力小時(shí)耗油率比純渦輪噴氣佳,但螺旋扇葉速度越快的推力重量比耗損功率較大,比較純渦輪噴氣

超音速飛行時(shí)其受到附面層影響使其低氣壓高空與超音速下推力重量不佳


渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)最適合飛行速度為每小時(shí)400至2,000公里時(shí)使用,故此現(xiàn)在多數(shù)的噴氣機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)都是采用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源。涵道比為零的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)即是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),早期的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)使用的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)涵道比都較低,例如世界上第一款實(shí)用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),羅爾斯·羅伊斯的康威型涵道比只有0.3,現(xiàn)代多數(shù)民用飛機(jī)為了省油,發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比越來(lái)越大,通常都在5以上,跟使用螺旋槳飛行其實(shí)是差不多

涵道比高的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)耗油較少,但推力卻與渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng),且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還寧?kù)o得多。

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