芒果视频

航空發動機行業簡介

一、航空發動機是什么

航(hang)空發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)（Aero-engine）是用來(lai)產生推力(li)使飛機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)前進的發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)設備。先進的飛行器需要強大(da)的心臟，航(hang)空發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)正是飛行器的動(dong)力(li)來(lai)源。航(hang)空發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是非(fei)常(chang)復雜的高端機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械，工(gong)作條件具有“高溫(wen)(wen)，高壓，高速(su)”的特點：工(gong)作溫(wen)(wen)度高，內部(bu)各處的溫(wen)(wen)度不(bu)同且不(bu)斷變(bian)化；氣體壓力(li)大(da)，工(gong)作載荷(he)高；轉子轉速(su)高，以及承(cheng)受環境和機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)動(dong)飛行給發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)帶來(lai)的各種影響。

航空發動機需要在質量和體積受嚴格限制的前提下產生強大的推力，長時間可靠的工作，其性能還要能靈活精確地調節控制，對設計制造工藝提出極高要求。航空發動機集中了機械制造行業幾乎所有的高精尖技術，因此，航空發動機被譽為是”現代(dai)工業皇冠上的(de)(de)明珠“。航空發動機直(zhi)接(jie)影響飛機的(de)(de)性能(neng)、可靠性及經濟性，是一個國(guo)家科技、工業和國(guo)防(fang)實力的(de)(de)重要(yao)體現。

二、航空發動機種類及原理

1、活塞發動機

對航空發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)而(er)言，最先使用的(de)就是(shi)活(huo)塞式發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)，其工作(zuo)原理是(shi)指(zhi)活(huo)塞承載燃氣(qi)壓力(li)，在(zai)氣(qi)缸中進行反復運動(dong)(dong)(dong)(dong)，并(bing)依據連桿將這種運動(dong)(dong)(dong)(dong)轉(zhuan)變為(wei)曲軸的(de)旋轉(zhuan)活(huo)動(dong)(dong)(dong)(dong)。活(huo)塞式發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)主要(yao)由氣(qi)缸、活(huo)塞、連桿、曲軸、氣(qi)門機(ji)構、螺(luo)旋槳減(jian)速器、機(ji)匣等組成(cheng)。

在(zai)第二次世(shi)界大戰(zhan)結束后，由(you)于渦(wo)輪噴氣發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)發(fa)明(ming)而開創了(le)噴氣時代(dai)，活(huo)塞式發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)逐步退出主要航空領域(yu)，但功率小于370kW的(de)水平(ping)對缸活(huo)塞式發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)仍廣泛應用在(zai)輕型(xing)低速飛機(ji)(ji)(ji)(ji)和直升(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)上(shang)，如行政(zheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)、農(nong)林機(ji)(ji)(ji)(ji)、勘探機(ji)(ji)(ji)(ji)、體(ti)育運動機(ji)(ji)(ji)(ji)、私人飛機(ji)(ji)(ji)(ji)和各(ge)種無人機(ji)(ji)(ji)(ji)，旋轉活(huo)塞發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)無人機(ji)(ji)(ji)(ji)上(shang)嶄露(lu)頭角(jiao)，而且(qie)美國(guo)NASA還正在(zai)發(fa)展用航空煤油的(de)新型(xing)二沖程柴(chai)油機(ji)(ji)(ji)(ji)供下(xia)一代(dai)小型(xing)通用飛機(ji)(ji)(ji)(ji)使用。

2、渦噴/渦扇發動機

（1）渦輪噴氣發動機

現代(dai)渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)噴(pen)(pen)(pen)氣(qi)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)結構由(you)進(jin)氣(qi)道、壓氣(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)、燃燒(shao)室、渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)和尾(wei)(wei)噴(pen)(pen)(pen)管(guan)組成，戰斗(dou)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)和尾(wei)(wei)噴(pen)(pen)(pen)管(guan)間還有加力燃燒(shao)室。渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)噴(pen)(pen)(pen)氣(qi)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)仍屬于(yu)熱機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)一(yi)種，就必(bi)須遵循熱機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)做功原則：在高壓下輸入能量，低壓下釋放能量。因(yin)此，從產生輸出能量的(de)原理上(shang)講，噴(pen)(pen)(pen)氣(qi)式(shi)(shi)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)和活(huo)塞(sai)式(shi)(shi)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)是相同的(de)，都需(xu)要有進(jin)氣(qi)、加壓、燃燒(shao)和排氣(qi)這四(si)個階段，不同的(de)是，在活(huo)塞(sai)式(shi)(shi)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)中這4個階段是分(fen)時依(yi)次(ci)進(jin)行的(de)，但在噴(pen)(pen)(pen)氣(qi)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)中則是連續進(jin)行的(de)，氣(qi)體依(yi)次(ci)流(liu)經噴(pen)(pen)(pen)氣(qi)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)各個部分(fen)，就對應著活(huo)塞(sai)式(shi)(shi)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)四(si)個工(gong)作(zuo)位置。

（2）渦輪風扇發動機

這(zhe)種發動(dong)(dong)機(ji)(ji)在渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)噴氣(qi)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)的(de)(de)基礎上增加(jia)了幾級渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)，并由這(zhe)些渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)帶動(dong)(dong)一(yi)排或幾排風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)，風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)后(hou)的(de)(de)氣(qi)流分(fen)為(wei)(wei)兩部分(fen)，一(yi)部分(fen)進入壓氣(qi)機(ji)(ji)（內涵(han)道(dao)），另一(yi)部分(fen)則不(bu)(bu)經(jing)過燃燒(shao)，直接排到空氣(qi)中(zhong)（外涵(han)道(dao)）。由于(yu)渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)一(yi)部分(fen)的(de)(de)燃氣(qi)能量(liang)被用(yong)來帶動(dong)(dong)前(qian)端的(de)(de)風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)，因此(ci)降(jiang)低了排氣(qi)速度(du)，提(ti)高(gao)(gao)(gao)了推進效(xiao)(xiao)率，而且，如(ru)果為(wei)(wei)提(ti)高(gao)(gao)(gao)熱效(xiao)(xiao)率而提(ti)高(gao)(gao)(gao)渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)前(qian)溫度(du)后(hou)，可以通過調(diao)整渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)結構(gou)參(can)數和(he)增大(da)風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)直徑，使(shi)更多(duo)的(de)(de)燃氣(qi)能量(liang)經(jing)風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)傳(chuan)遞到外涵(han)道(dao)，就不(bu)(bu)會增加(jia)排氣(qi)速度(du)。這(zhe)樣，對于(yu)渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)來講，熱效(xiao)(xiao)率和(he)推進效(xiao)(xiao)率不(bu)(bu)再矛盾，只要(yao)結構(gou)和(he)材料允許，提(ti)高(gao)(gao)(gao)渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)前(qian)溫度(du)總是有利的(de)(de)。航空用(yong)渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)主(zhu)要(yao)分(fen)兩類，即(ji)不(bu)(bu)加(jia)力式(shi)渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)和(he)加(jia)力式(shi)渦(wo)(wo)輪(lun)(lun)風(feng)(feng)扇(shan)(shan)(shan)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)。前(qian)者主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)高(gao)(gao)(gao)亞音速運(yun)輸機(ji)(ji)，后(hou)者主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)殲擊機(ji)(ji)，由于(yu)用(yong)途(tu)不(bu)(bu)同，這(zhe)兩類發動(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)結構(gou)參(can)數也大(da)不(bu)(bu)相同。

3、渦槳/渦軸發動機

渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)，簡稱渦(wo)(wo)(wo)(wo)槳(jiang)(jiang)(jiang)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)，由螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)和燃氣(qi)發(fa)生器(qi)組成，螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)由渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)帶動(dong)(dong)(dong)。由于(yu)(yu)(yu)(yu)螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)(de)直徑較大(da)(da)，轉(zhuan)速(su)要遠比渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)低(di)，只有(you)(you)大(da)(da)約1000轉(zhuan)/分，為使(shi)渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)和螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)都工作在正(zheng)常的(de)(de)(de)范圍內，需要在它(ta)(ta)們之間(jian)安(an)裝一(yi)個(ge)減速(su)器(qi)，將渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)轉(zhuan)速(su)降至十(shi)分之一(yi)左右后(hou)，才可驅動(dong)(dong)(dong)螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)。這種減速(su)器(qi)的(de)(de)(de)負荷重，結(jie)構(gou)復雜，制造(zao)(zao)成本高(gao)(gao)，它(ta)(ta)的(de)(de)(de)重量一(yi)般相(xiang)當于(yu)(yu)(yu)(yu)壓氣(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)和渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)總重，作為發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)整體的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)部件(jian)，減速(su)器(qi)在設計、制造(zao)(zao)和試驗中(zhong)占有(you)(you)相(xiang)當重要的(de)(de)(de)地位(wei)。渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)后(hou)的(de)(de)(de)空氣(qi)流就相(xiang)當于(yu)(yu)(yu)(yu)渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)風(feng)(feng)扇發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)外(wai)涵道(dao)(dao)，由于(yu)(yu)(yu)(yu)螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)(de)直徑比發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)大(da)(da)很多，氣(qi)流量也(ye)遠大(da)(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)內涵道(dao)(dao)，因此這種發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)實際上相(xiang)當于(yu)(yu)(yu)(yu)一(yi)臺超大(da)(da)涵道(dao)(dao)比的(de)(de)(de)渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)風(feng)(feng)扇發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)。由于(yu)(yu)(yu)(yu)涵道(dao)(dao)比大(da)(da)，渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)在低(di)速(su)下效率(lv)(lv)要高(gao)(gao)于(yu)(yu)(yu)(yu)渦(wo)(wo)(wo)(wo)輪(lun)(lun)風(feng)(feng)扇發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)，但受到(dao)螺(luo)(luo)(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)效率(lv)(lv)的(de)(de)(de)影響，它(ta)(ta)的(de)(de)(de)適用(yong)速(su)度(du)不能太高(gao)(gao)，一(yi)般要小于(yu)(yu)(yu)(yu)900km/h。在中(zhong)低(di)速(su)飛(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)或(huo)對低(di)速(su)性能有(you)(you)嚴格要求的(de)(de)(de)巡邏、反潛或(huo)滅火等類型飛(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)的(de)(de)(de)到(dao)廣泛應用(yong)。