噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)精心制作完整版材料
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- 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)【精心制作完整版】克·惠特爾 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)（Jet engine）是一種通過(guò)加速和排出的高速流體做功的熱機(jī)或電機(jī)。它既可以輸出推力，也可以輸出軸功率。
大部分噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)都是依靠牛頓第三定律工作的內(nèi)燃機(jī)
[編輯] 渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)
完全采用燃?xì)鈬姎猱a(chǎn)生推力的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和油耗都很高。適合于高速飛行。也是最早的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
[編輯] 離心式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)
使用離心葉輪作為壓氣機(jī)。這種壓氣機(jī)很簡(jiǎn)單，適合用比較差的材料制作，所以在早期應(yīng)用很多。但是這種壓氣機(jī)阻力很大，壓縮比低，并且發(fā)動(dòng)機(jī)直徑也很大，所以現(xiàn)在已經(jīng)不再使用這種壓氣機(jī)。
[編輯] 軸流式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)
使用扇葉作為壓氣機(jī)。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)克服了離心式發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，因此具有很高的性能。缺點(diǎn)是制造工藝苛刻。現(xiàn)在的高空高速飛機(jī)依然在使用軸流式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。
[編輯] 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)
一臺(tái)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的一級(jí)壓氣機(jī)
主條目：渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)
在軸流式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的一級(jí)壓氣機(jī)上安裝巨大的進(jìn)氣風(fēng)扇的發(fā)動(dòng)機(jī)。一級(jí)壓氣機(jī)風(fēng)扇因?yàn)轶w積大，除了可以壓縮空氣外，還能當(dāng)作螺旋槳使用。
渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率在跨音速附近比渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)要高。
[編輯] 渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)
主條目：渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)
渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)類似渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，但擁有更大的扭矩，并且他的輸出軸和渦輪軸是不平行的(一般是垂直)，輸出軸減速器也不在發(fā)動(dòng)機(jī)上。所以他更類似于飛機(jī)上用的燃?xì)廨啓C(jī)。
渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的大扭矩使他經(jīng)常用于需要帶動(dòng)大螺旋槳的直升機(jī)。它的結(jié)構(gòu)和車用燃?xì)廨啓C(jī)區(qū)別不大。
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbojet)（簡(jiǎn)稱渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)）[1]是一種渦輪發(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。油耗比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)高。
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)，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。
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)，但是需要較高品質(zhì)的材料——這在1945年左右是不存在的。當(dāng)今的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)均為軸流式。
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
目錄
[隱藏]
1 結(jié)構(gòu)
o1.1 進(jìn)氣道
o1.2 壓氣機(jī)
o1.3 燃燒室與渦輪
o1.4 噴管及加力燃燒室
2 使用情況
3 基本參數(shù)
4 參見(jiàn)條目
5 參考文獻(xiàn)
[編輯] 結(jié)構(gòu)
離心式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的原理示意圖
圖片注釋: 順時(shí)針依次為: 離心葉輪（壓縮機(jī)），軸，渦輪機(jī)，噴嘴，燃燒室
軸流式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的原理示意圖
圖片注釋: 順時(shí)針依次為: 壓縮機(jī)，渦輪機(jī)，噴嘴，軸，燃燒室
[編輯] 進(jìn)氣道
軸流式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)如圖，空氣首先進(jìn)入進(jìn)氣道，因?yàn)轱w機(jī)飛行的狀態(tài)是變化的，進(jìn)氣道需要保證空氣最后能順利的進(jìn)入下一結(jié)構(gòu)：壓氣機(jī)（compressor）。進(jìn)氣道的主要作用就是將空氣在進(jìn)入壓氣機(jī)之前調(diào)整到發(fā)動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在超音速飛行時(shí)，機(jī)頭與進(jìn)氣道口都會(huì)產(chǎn)生激波（shockwave），空氣經(jīng)過(guò)激波壓力會(huì)升高，因此進(jìn)氣道能起一定的預(yù)壓縮作用，但是激波位置不適當(dāng)將造成局部壓力的不均勻，甚至有可能損壞壓氣機(jī)。所以一般超音速飛機(jī)的進(jìn)氣道口都有一個(gè)激波調(diào)節(jié)錐，根據(jù)空速的情況調(diào)節(jié)激波的位置。
兩側(cè)進(jìn)氣或機(jī)腹進(jìn)氣的飛機(jī)由于進(jìn)氣道緊貼機(jī)身，會(huì)受到附面層（boundary layer，或邊界層）的影響，還會(huì)附帶一個(gè)附面層調(diào)節(jié)裝置。所謂附面層是指緊貼機(jī)身表面流動(dòng)的一層空氣，其流速遠(yuǎn)低于周圍空氣，但其靜壓比周圍高，形成壓力梯度。因?yàn)槠淠芰康停贿m于進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)而需要排除。當(dāng)飛機(jī)有一定迎角（angle of attack，AOA）時(shí)由于壓力梯度的變化，在壓力梯度加大的部分（如背風(fēng)面）將發(fā)生附面層分離的現(xiàn)象，即本來(lái)緊貼機(jī)身的附面層在某一點(diǎn)突然脫離，形成湍流。
湍流是相對(duì)層流來(lái)說(shuō)的，簡(jiǎn)單說(shuō)就是運(yùn)動(dòng)不規(guī)則的流體，嚴(yán)格的說(shuō)所有的流動(dòng)都是湍流。湍流的發(fā)生機(jī)制、過(guò)程的模型化現(xiàn)在都不太清楚。但是不是說(shuō)湍流不好，在發(fā)動(dòng)機(jī)中很多地方例如在燃燒過(guò)程就要充分利用湍流。
[編輯] 壓氣機(jī)
壓氣機(jī)由定子（stator）葉片與轉(zhuǎn)子（rotor）葉片交錯(cuò)組成，一對(duì)定子葉片與轉(zhuǎn)子葉片稱為一級(jí)，定子固定在發(fā)動(dòng)機(jī)框架上，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸與渦輪相連。現(xiàn)役渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一般為8－12級(jí)壓氣機(jī)。級(jí)數(shù)越多越往后壓力越大，當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)突然做高機(jī)動(dòng)時(shí)，流入壓氣機(jī)前級(jí)的空氣壓力驟降，而后級(jí)壓力很高，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)后級(jí)高壓空氣反向膨脹，發(fā)動(dòng)機(jī)工作極不穩(wěn)定的狀況，工程上稱為“喘振”，這是發(fā)動(dòng)機(jī)最致命的事故，很有可能造成停車甚至結(jié)構(gòu)毀壞。 防止“喘振”發(fā)生有幾種辦法。經(jīng)驗(yàn)表明喘振多發(fā)生在壓氣機(jī)的5，6級(jí)間，在次區(qū)間設(shè)置放氣環(huán)，以使壓力出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)泄壓可避免喘振的發(fā)生。或者將轉(zhuǎn)子軸做成兩層同心空筒，分別連接前級(jí)低壓壓氣機(jī)與渦輪，后級(jí)高壓壓氣機(jī)與另一組渦輪，兩套轉(zhuǎn)子組互相獨(dú)立，在壓力異常時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，也可避免喘振。...
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