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發動機噴氣推進的幾種表現形式
環球柴油發電機組網:
不同類型的噴氣發動機,無論沖壓噴氣、脈沖噴氣、燃氣輪機、渦輪/沖壓噴氣或者渦輪-火箭,其差別僅在于“推力提供者”即發動機供應能量并將能量轉換成飛行動力的方式。
沖壓噴氣發動機實際上是一種氣動熱力涵道。它沒有任何主要旋轉零件,只包含一個擴張形進氣涵道和一個收斂形或者收斂-擴張形出口。當由外部能源強迫其向前運動時,空氣被迫進入進氣道。當它流過這一擴散形涵道時,其速度或動能降低,而壓力能增加。爾后,靠燃油的燃燒來增加其總能量,膨脹的燃氣通過出口涵道高速排入大氣。沖壓噴氣發動機常作為導彈和靶機的動力裝置,但單純的沖壓噴氣發動機不適于作為普通飛機動力裝置,因為在它產生推力前,要求向它施加向前的運動。
脈沖噴氣發動機采用間歇燃燒原理。與沖壓噴氣發動機不同,它能在靜止狀態工作。這種發動機是由類似沖壓噴氣發動機的一種空氣動力涵道構成。它的壓力較高,結構比較堅實。進氣涵道有許多進氣“活門”,在彈簧拉力作用下處于打開位置,通過打開的活門空氣進入燃燒室,并靠燃燒噴入燃燒室中去的燃油得到加熱,由此引起的膨脹使壓力升高,迫使活門關閉,然后膨脹的燃氣向后噴出;排氣造成降壓,使活門重新開啟。這種過程周而復始。脈沖噴氣發動機曾經被設計成直升機旋翼的推進裝置,有的還通過精心設計涵道來控制共振循環的壓力變化而省去了進氣活門。但脈沖噴氣發動機不適于作為飛機動力裝置,因為它的油耗高,又無法達到現代燃氣渦輪發動機的性能。
火箭發動機雖然也屬于噴氣發動機,但它們有重大區別。即火箭發動機不用大氣作為推進流體,而用它攜帶的液態燃料或化學分解而形成的燃料與氧氣劑的燃燒來產生它自己的推進流體,從而能在地球大氣層外工作,但因此它也只適用工作時間很短的情況.
渦輪噴氣式發動機應用于噴氣推進避免了火箭和沖壓噴氣發動機固有的弱點,因為采用了渦輪驅動的壓氣機,因此在低速時發動機也有足夠的壓力來產生強大的推力。渦輪噴氣發動機按照“工作循環”工作。它從大氣中吸進空氣,經壓縮和加熱這一過程之后,得到能量和動量的空氣以高達2000英尺/秒(610米/秒)或者大約1400英里/小時(2253公里/小時)的速度從推進噴管中排出。在高速噴氣流噴出發動機時,同時帶動壓氣機和渦輪繼續旋轉,維持“工作循環”。渦輪發動機的機械布局比較簡單,因為它只包含兩個主要旋轉部分,即壓氣機和渦輪,還有一個或者若干個燃燒室。然而,并非這種發動機的所有方面都具有這種簡單性,因為熱力和氣動力問題是比較復雜的。這些問題是由燃燒室和渦輪的高工作溫度、通過壓氣機和渦輪葉片而不斷變化著的氣流、以及排出燃氣并形成推進噴氣流的排氣系統的設計工作造成的。
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