一、航空發動機和航天發動機的區別
從原理上看,航天發動機和航空發動機都(dou)是(shi)燃(ran)燒燃(ran)料,然后(hou)噴出高速氣流形成推力,將燃(ran)料內(nei)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)能轉化(hua)(hua)為(wei)機械能的(de)(de)方式(shi)。但是(shi)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)是(shi),飛(fei)機是(shi)在大氣層(ceng)里面(mian)飛(fei)行(xing)的(de)(de),所以(yi)它(ta)可以(yi)從大氣里面(mian)吸取(qu)氧氣,作為(wei)燃(ran)料的(de)(de)氧化(hua)(hua)劑。而航天(tian)發動(dong)機主要是(shi)在大氣層(ceng)外(wai)飛(fei)行(xing),所以(yi)需要自帶(dai)氧化(hua)(hua)劑。這樣就導(dao)致兩(liang)種發動(dong)機結構上的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong),各自側重(zhong)點也(ye)不(bu)(bu)太一樣。
目前(qian)航空發(fa)(fa)動機(ji)大(da)多都(dou)(dou)是渦(wo)(wo)輪(lun)發(fa)(fa)動機(ji)(包括渦(wo)(wo)扇、渦(wo)(wo)軸(zhou)、渦(wo)(wo)槳、渦(wo)(wo)噴幾種),它(ta)們(men)一般結構都(dou)(dou)包括壓(ya)(ya)氣(qi)機(ji)、燃(ran)(ran)燒(shao)室、渦(wo)(wo)輪(lun)機(ji)幾部分(fen)。當外(wai)部空氣(qi)經過進氣(qi)道進入壓(ya)(ya)氣(qi)機(ji)后,便會減速增(zeng)壓(ya)(ya),然后就進入燃(ran)(ran)燒(shao)室與燃(ran)(ran)料(liao)混合燃(ran)(ran)燒(shao)。一般來說,當前(qian)很多渦(wo)(wo)輪(lun)發(fa)(fa)動機(ji)的壓(ya)(ya)氣(qi)機(ji)都(dou)(dou)分(fen)低(di)壓(ya)(ya)和(he)高(gao)壓(ya)(ya)兩段,將空氣(qi)壓(ya)(ya)縮成高(gao)密度、高(gao)壓(ya)(ya)、低(di)速的氣(qi)流,以(yi)增(zeng)加發(fa)(fa)動機(ji)的效(xiao)率。
被壓縮后的(de)氣(qi)流進入燃(ran)(ran)料室后,與噴(pen)(pen)油嘴噴(pen)(pen)射出(chu)來(lai)(lai)的(de)燃(ran)(ran)料混合并燃(ran)(ran)燒。由于燃(ran)(ran)料燃(ran)(ran)燒瞬間膨(peng)脹,就會產生大量的(de)高(gao)熱、高(gao)壓廢(fei)氣(qi),這些廢(fei)氣(qi)就會推(tui)動渦(wo)輪高(gao)速旋轉。而多余的(de)廢(fei)氣(qi),就從噴(pen)(pen)嘴或飛(fei)機尾部排氣(qi)管排出(chu)。一般(ban)來(lai)(lai)說,航(hang)空(kong)發動機所用的(de)燃(ran)(ran)料有航(hang)空(kong)煤油和航(hang)空(kong)汽油。
航天發動(dong)機由于主要在大氣層外(wai)飛行,沒法也無需(xu)從外(wai)界吸取空氣,因此它(ta)不(bu)需(xu)要進氣道和壓(ya)氣機、渦(wo)輪(lun)這些(xie)結構。所以(yi)它(ta)需(xu)要同時(shi)攜帶氧化劑(ji)和燃料,控制它(ta)們按一定比例在燃燒(shao)室內混合并燃燒(shao),燃燒(shao)后產(chan)生(sheng)的尾(wei)氣直接從噴嘴噴出,給火箭(或者其他(ta)航天器)產(chan)生(sheng)推力(li)。一般來說,航天發動(dong)機的氧化劑(ji)是液(ye)氧,燃料是煤油、液(ye)氫、甲烷或者酒精。
二、航天發動機和航空發動機哪個技術難度大
航空發動機比航天火箭發動機研發更難。航空發動機結構復雜,部件(jian)工作負荷更為嚴酷(ku),而(er)且要長期反復(fu)使用,可靠性、耐久性要求(qiu)高,是世界上(shang)公認的(de)技(ji)術(shu)水平高、核(he)心(xin)技(ji)術(shu)門(men)檻嚴(yan)格、整體(ti)結(jie)構(gou)復(fu)雜(za)的(de)工業產品(pin),號稱現代工業“皇冠上(shang)的(de)明珠”。
而(er)航(hang)天發動機(ji)一(yi)(yi)般來(lai)說(shuo)都是一(yi)(yi)次性使用的(de),因此一(yi)(yi)般設計工作(zuo)時間(jian)很短,火箭的(de)發動機(ji)一(yi)(yi)般只(zhi)工作(zuo)十幾(ji)分鐘,最長的(de)也就幾(ji)個小時。所以相(xiang)對來(lai)說(shuo),結(jie)構、材料、裝配工藝、精密度的(de)要求(qiu)都比航(hang)空(kong)發動機(ji)低(di)一(yi)(yi)些。
由于上述差異性,世界公認航空發動機比航天(tian)火(huo)箭發動機技術更復雜,研發難(nan)度更大。目前世界上(shang)能(neng)夠獨立(li)研制(zhi)航天(tian)運載火(huo)箭并(bing)能(neng)夠發射衛(wei)星上(shang)天(tian)的國(guo)家(jia)(jia)(jia)至少(shao)有十個以上(shang),除(chu)美、俄、歐(ou)盟、中國(guo)之外,日(ri)本、印度、以色列、伊朗等國(guo)家(jia)(jia)(jia)都能(neng)夠實現,而能(neng)夠獨立(li)研制(zhi)先進航空發動機的國(guo)家(jia)(jia)(jia)只有美、俄、英、法、中國(guo)等極少(shao)數國(guo)家(jia)(jia)(jia)。