喷气式发动机原理(喷气式飞机发动机燃烧所产生
直接答案:是由发动机的结构决定的。
1935年6月世界上第一台喷气式发动机试转成功,喷气式航空发动机发明以来就一直在航空界承担着重要的角色,它们的工作原理也很简单,就是牛顿第三定律:作用力与反作用力的原理。
可以这样为孩子讲解牛顿第三定律,将一个大号的气球吹大后松手,气球会自然地收缩将气体从出口喷出,气球在气流的反作用下就会向前运动。
下面解答提问者的疑问,喷气式航空发动机内部前后都是通透的,为什么燃烧后的高压气体不从发动机前面喷出?
以民航中常用的涡轮扇发动机(喷气式发动机的一种机型)为例,喷气式发动机的结构如下:
涡轮扇发动机原理
内涵道按照气流的方向从前到后分别为风扇、低压压缩机、高压压缩机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和排气系统。其中风扇、低压压缩机、高压压缩机的作用相同,就是为燃烧室提供高温空气的,冷空气被风扇吸入,经过低压压气机和高压压气机压缩并且预热到450摄氏度足有,进入燃烧室,燃烧室内部就是一些航空煤油的喷嘴,煤油在这里被点燃,空气被进一步加热,空气在这里极度膨胀后从后部喷出,从而为飞机获得向前的反作用力。
图释:涡轮扇发动机结构图
风扇的作用
后来改进设计加装的风扇作用非常强大,空气通过风扇后经过外涵道直接喷出,风扇获得很大的向前的反作用力,大部分向前的力其实来源于这里,从而提高了飞机动力,提升了燃油经济性。
涡轮的作用
高压涡轮、低压涡轮与压缩机是同轴的,其作用是从高速向后喷射的气流中获得旋转动力,为高压压气机和低压压气机提供动力。
如下图示:燃烧室口径本身是前小后大,因此燃烧的高温气流倾向于向后方的广口喷出,加上前面后风扇和低压压缩机、高压压缩机压过来的气流,高温气体不可能从前面流出。
综上,通过风扇、压缩机、燃烧室、涡轮共同完成了的进气、压缩、燃烧、喷气的工作过程,使得飞机获得向前的动力。
飞机发动机是一国工业水平的象征,别誉为“工业之花”,体现了一个国家制造工艺的发展水平。
今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!