涡桨,涡喷,涡扇发动机的原理分别是什么?各有什么性能特点?
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涡桨,涡喷,涡扇发动机的原理分别是什么?各有什么性能特点?
简单通俗的么?
涡轮喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。 其原理简单的来说,空气进入进气道,在压气机的作用下增大压力,然后在燃烧室与燃料充分燃烧,带动涡轮旋转,产生高温高压燃气,然后在尾喷管中继续膨胀,从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。
现代战斗机有时需要短时间增大推力,比如起飞,格斗时作出各种机动动作等。所以在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,温度急剧升高,可以使推力立即增加1.5倍左右。但极耗油,而且非常损耗发动机寿命,只能开十几秒左右。(前苏联的米格25在开加力的情况下速度能达到马赫3.2这一**数字)
首先装备涡轮喷气发动机的是二战德国的ME262
涡轮风扇发动机是在涡轮喷气发动机基础上改进而来,因为涡轮喷气发动机在低速状态下油耗大,航程低。 其原理是在进气道之后,压气机之前加了一排或者几排风扇,然后在压气机外围有一个管壁,直接通向加力燃烧室,称为外涵道;压气机至加力燃烧室这一段称为内涵道。 空气进入进气道后,经过风扇,一部分空气进入外涵道直接进入加力燃烧室,另一部分空气则和涡喷发动机一样经过压力机加压,燃烧室燃烧,涡轮转动之后进入加力燃烧室,这样的好处就是低速时一部分空气未经燃烧直接与燃烧后的燃气混合排出,相比涡喷更加省油;高速加力时一部分未经燃烧的空气又可以在加力燃烧室与喷出的油料充分的燃烧,相比涡喷更可以获得更大的推力。
涡扇发动机的内外涵道空气流量之比称为涵道比,涵道比的高低对发动机性能影响很大。涵道比大,其低速性能好,省油,但高速性能差。反之则相反。
目前世界上最先进的涡轮风扇发动机是美国普惠公司研制的F119,装备于F22战斗机。推重比(即发动机推力与飞机重量之比,是衡量发动性能重要因素)大于10,可在不开加力状态下超音速巡航。 而我国目前最先进的是WS10,装备歼10,推重比只有7.8,可见技术之差距。
而涡轮涡轮螺旋桨发动机可以理解成一个超大涵道比的涡轮风扇发动机,其外部的风扇就相当于涡扇发动机的外涵道。由于涵道比超大,尾喷口产生的推力只有总推力的一点点,而且相对于涡扇发动机更加省油,在低速状态下拥有更好的性能,但由于螺旋桨的制约,速度只能维持在900KM以下。
涡桨发动机由于具有省油,低速性能好的特点,被广泛应用于巡逻,灭火,反潜,运输,及民用领域。美国的C130运输机及EP3反潜巡逻机,我国的新舟60支线客机等都是使用涡桨发动机。
航空发动机除了上述三种以外,还有活塞式发动机,冲压喷气式发动机,脉冲喷气式发动机,火箭发动机。
由于航空发动机对性能,可靠性,寿命要求极为苛刻,其研制难度甚至高于航天火箭发动机。所以研制和制造航空发动机是衡量一个国家科研,制造技术的重要标志。目前世界上能**研制航空发动机的只有少数几个国家。
PS:打了这么多字,全是原创的哦,楼主自己看着办吧
涡扇和涡喷发动机有什么区别?
1、效率不同:涡喷发动机比涡扇发动机热效率高,油耗低,因而能够获得较大的推重比。

2、结构不同:涡扇发动机是在涡喷发动机的基础上增加了几级涡轮,这些涡轮带动一排或几排风扇,风扇后的气流一部分进入压气机(内涵道),燃烧后从喷口喷出,另一部分则不经过燃烧,而通过外涵道直接排到空气中。
3、工作原理不同:涡轮风扇发动机由风扇、低压压气机(髙涵比涡扇特有)、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统组成。
扩展资料
应用状况
涡喷发动机适合航行的范围很广,从低空低亚音速到高空超音速飞机都广泛应用。前苏联的传奇战斗机米格-25高空超音速战机即采用留里卡设计局的涡喷发动机作为动力,曾经创下3.3马赫的战斗机速度纪录与37250米的升限纪录。
与涡轮风扇发动机相比,涡喷发动机燃油经济性要差一些,但是高速性能要优于涡扇,特别是高空高速性能。
同时喷气发动机尽管在低速时油耗要大于活塞式发动机,但其优异的高速性能使其迅速取代了后者,成为航空发动机的主流。
参考资料:
百度百科-涡轮风扇发动机
百度百科-涡轮喷气发动机
涡轮 涡桨 涡喷 涡扇发动机的区别 优缺点及原理是什么啊?
涡轮(turbo),是在汽车或飞机的引擎中的风扇,通过利用废气(exhaust gases)把燃料蒸汽(fuel vapour )吹入引擎,以提高引擎的性能。
就拿汽油机工作原理来说,每向气缸里面提供1公斤的汽油,大约需要气缸吸入15公斤的空气,才能保证汽油充分燃烧。然而这15公斤的空气,其体积将是非常大的,光靠气缸在发动机进气过程产生的真空度,不容易将这么大体积的空气完全吸入。因此,提高发动机吸入气体的能力,也就是提高发动机的充气效率就显得尤为重要。有两种方法来增加发动机的进气量,第一种是后段式增压技术,从原理上讲,后段式增压技术就是采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩,提高进入气缸的气体密度,减小气体的体积,这样,在单位体积里,气体的质量就大大增加了,进气量即可满足燃料的燃烧需要,从而达到提高发动机功率的目的。增压过程中采用的压气机又叫做增压器。第二种是前段式进气技术,还是利用气缸的真空度,从进气支管将空气补充进气缸。不管是哪种技术,控制好进气量是关键。
涡轮发动机在概念上与蒸汽机、内燃机、燃气轮机并列,是获得大功率的有效方法。
http://baike.baidu.com/view/43828.htm
后面的涡桨、涡喷、涡扇都是在这个基础上发展过来的。
涡桨发动机的驱动原理大致上与使用活塞发动机作为动力来源的传统螺旋桨飞机雷同,是以螺旋涡轮旋转时所产生的力量来作为飞机前进的推进力。其与活塞式螺桨机主要的差异点除了驱动螺旋桨中心轴的动力来源不同外,还有就是涡桨发动机的螺旋桨通常是以恒定的速率运转,而活塞动力的螺旋桨则会依照发动机的转速不同而有转速高低的变化。
虽然涡桨发动机的燃烧室与涡轮喷气发动机类似,但为了自排废气中回收较多的动力以驱动螺旋桨,涡桨引擎的涡轮(Turbine)端之扇叶级数比较高。相反的,由于涡轮喷气发动机主要的推进力都来自于热气涡轮螺旋桨发动机直接排放至大气中所产生的反作用力,因此其涡轮端的扇叶级距数越小越好,只需保持足够的回收动力用来驱动压缩端的扇叶即可。
事实上,涡桨发动机的效率亦高于涡轮风扇发动机,但是使用涡桨引擎的飞机速度通常较涡轮风扇发动机的飞机来的低。原因是涡桨引擎的涵道比通常比涡轮风扇引擎来的高,但是也造成其桨叶端部分速度很高,有产生激波的可能。另外,因涡轮转动速度很快,使得涡轮与螺桨之间必须要有变速齿轮,来降低螺桨转速使其叶端不要超过音速。所以使用螺桨发动机的飞机会多个变速齿轮的重量。
同活塞式发动机+螺旋桨相比,涡轮螺旋桨发动机有很多优点。首先,它的功率大,功重比(功率/重量)也大,最大功率可超过10000马力,功重比为4以上;而活塞式发动机最大不过三四千马力,功重比2左右。其次,由于减少了运动部件,尤其是没有做往复运动的活塞,涡轮螺旋桨发动机运转稳定性好,噪音小,工作寿命长,维修费用也较低。而且,由于核心部分采用燃气发生器,涡轮螺旋桨发动机的适用高度和速度范围都要比活塞式发动机高很多。在耗油率方面,二者相差不多,但涡轮螺旋桨发动机所使用的煤油要比活塞式发动机的汽油便宜。
由于涵道比大,涡轮螺旋桨发动机在低速下效率要高于涡轮风扇发动机,但受到螺旋桨效率的影响,它的适用速度不能太高,一般要小于900km/h。目前在中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型飞机中的到广泛应用。
http://baike.baidu.com/view/238076.htm
涡轮喷气发动机是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。
空气首先进入的是发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而压气机适应的来流速度是有一定的范围的,因而进气道的功能就是通过可调管道,将来流调整为合适的速度。在超音速飞行时,在进气道前和进气道内气流速度减至亚音速,此时气流的滞止可使压力升高十几倍甚至几十倍,大大超过压气机中的压力提高倍数,因而产生了单靠速度冲压,不需压气机的冲压喷气发动机。
进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的,空气流过压气机时,压气机工作叶片对气流做功,使气流的压力,温度升高。在亚音速时,压气机是气流增压的主要部件。
从燃烧室流出的高温高压燃气,流过同压气机装在同一条轴上的涡轮。燃气的部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,带动压气机旋转,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。经过燃烧后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀比远小于压气机中的压缩比,涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多,发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。
从涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。
一般来讲,当气流从燃烧室出来时的温度越高,输入的能量就越大,发动机的推力也就越大。但是,由于涡轮材料等的限制,目前只能达到1650K左右,现代战斗机有时需要短时间增加推力,就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,由于加力燃烧室内无旋转部件,温度可达2000K,可使发动机的推力增加至1.5倍左右。其缺点就是油耗急剧加大,同时过高的温度也影响发动机的寿命,因此发动机开加力一般是有时限的,低空不过十几秒,多用于起飞或战斗时,在高空则可开较长的时间。
涡喷发动机适合航行的范围很广,从低空低亚音速到高空超音速飞机都广泛应用。前苏联的传奇战斗机米格-25高空超音速战机即采用留里卡设计局的涡喷发动机作为动力,曾经创下3.3马赫的战斗机速度纪录与37250米的升限纪录。(这个纪录在一段时间内不太可能被打破的)
与涡轮风扇发动机相比,涡喷发动机燃油经济性要差一些,但是高速性能要优于涡扇,特别是高空高速性能。
http://baike.baidu.com/view/119042.htm
涡扇发动机全称为涡轮风扇发动机(Turbofan)是飞机发动机的一种,由涡轮喷气发动机(Turbojet)发展而成。 与涡轮喷气比较,主要特点是首级压缩机的面积大很多,同时被用作为空气螺旋桨(扇),将部分吸入的空气通过喷射引擎的外围向後推。发动机核心部分空气经过的部分称为内涵道,仅有风扇空气经过的核心机外侧部分称为外涵道。涡扇引擎最适合飞行速度400至1,000公里时使用,因此现在多数的飞机引擎都采用涡扇作为动力来源。
涡扇发动机优点 : 效率高,油耗低,飞机的航程就远。
缺点 : 结构复杂,设计难度大
http://baike.baidu.com/view/42816.htm
涡扇发动机的原理是什么?主要有哪些应用?
先说涡扇发动机的工作原理,首先这个和常见的涡喷发动机有所区别,涡喷发动机只有一个空气的通道。但是涡扇发动机就有两个空气通道,也称之为涵道。我上发动机分为内涵道和外涵道,内涵的发动原理就和涡喷发动机是一样的,和心机驱动前面一个大型的风扇,风扇通过转动推动气流向后。外涵道就是在发动机和内涵道之间的缝隙一样,风扇转动,推动气流向后。
而这样的设计其实是为了更好的实现更好的能源效应,因为这样的设计能够使得热效率和推进的效率都得到了很好的提升。在正常的飞行的情况下如果说飞行速度不变,那么前方的涡轮在运转的时候就会产生高温,温度的差异就会加快气流排气的速度,而快速流动的气体在排出的时候就会损失大量的动能。
涡扇发动机就是在这种需求底下开发出来,其实简单的理解就是在涡轮喷气发动机的前方在增加了几个涡轮,这些货轮在带动一定数量的风扇。两个涵道的设计就是分别将燃气的能量重新分配到风扇和燃烧室两个地方。在发动机转动的时候,通过外涵道和内涵道之间的空气流量的比例,这个被称之为涵道比,涵道比越大就越省油,经济性能就越好。
我们可以通过适当的调整涡轮的结构和加大风扇的直径,使得更多的燃气能量通过风扇传递到外面的涵道,这样就可以避免增加排气的速度,取得热效率和推进效率之间的平衡,极大的提高发动机的效率。而这种原理的发动机,比如说高涵道比的发动机就很广泛的运用到了客用飞机以及运输的飞机上面,因为它的续航和经济成本都比较好。而现代化的战斗机为了追求速度的性能,一般使用的都是低涵道比的涡扇发动机。
涡轮风扇发动机的涡扇发动机的由来
涡桨发动机的排气速度太低推力有限,同时影响飞机提高飞行速度。因此必需提高喷气发动机的效率。发动机的效率包括热效率和推进效率(引擎排气速度与飞行速度之比)两个部分。提高燃气在涡轮前的温度和高压压气机的增压比(转速),就可以提高热效率。因为高温、高密度的气体包含的能量要大。但是,在飞行速度不变的前提下,提高涡轮前温度,意味着提高涡轮叶片以及在同一根轴上的压气机的转速,自然会使排气速度加大。而流速快的气体在排出时动能损失大。一般涡喷发动机的排气速度大多超过音速,而飞机大多数时候是在亚音速飞行。因此,片面的加大热功率,即加大涡轮前温度,会导致推进效率的下降。要全面提高发动机效率,必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。涡轮风扇发动机的妙处,就在于既提高涡轮前温度,又不增加排气速度(通过增加低速的排气流量,降低平均排气速度)。涡扇发动机的结构,实际上就是涡轮喷气发动机的后方再增加了1-2级低压(低速)涡轮,这些涡轮带动一定数量的风扇,继续消耗掉一部分涡喷发动机(核心机)的燃气排气动能,从而进一步降低燃气排出速度。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样,送进压气机(术语称“内涵道”),另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。因此,涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时,为提高热效率而提高涡轮前温度,可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径,使更多的燃气能量经低压涡轮驱动风扇传递到外涵道气流,从而避免大幅增加排气速度。这样,热效率和推进效率取得了平衡,发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低,飞机航程变得更远。但是大风扇直径增加了发动机的迎风面积,所以涵道比大于0.3以上的涡扇发动机 不适合超音速巡航飞行。虽然涡扇发动机降低了排气速度,但并未降低推力,因为降低排气速度的同时增加了(外涵)排气流量。从涵道比的角度看,涡扇发动机是涡喷发动机和涡桨发动机的折中。
涡喷发动机,涡扇发动机,涡轴涡桨发动机有什么区别
首先,问题提及的这四种发动机都是外燃机,这是它们的共同之处。它们之间的不同之处,分别说明如下:涡喷发动机,它的作功工质是从燃烧室内产生的高温高压燃气,经过推动涡轮作部分功之后向外排放所产生的推力实现发动机的作功。涡扇发动机跟涡喷发动机非常相似,所不同之处在于从燃烧室产生的高温高压燃气推动涡轮所做的部分功被取出推动风扇进行对空气的压气,这部分的被压缩的空气与从涡轮排出的高温高压燃气一并向外排放产生的推力实现发动机的作功。涡桨发动机跟上述两种发动机就有比较大的差异了,从燃烧室产生的高温高压燃气推动涡轮作绝大部分功,这个功被引至螺旋桨,推动螺旋桨旋转,产生拉力(或者是推力)来作功。涡轴发动机跟涡桨发动机有些相似,但是,它跟前三种发动机都有所不同,前三种发动机都能提供完整的动力系统,可以实现动力的全部作功能力,而涡轴发动机好像是不完整的动力单元,它的动力输出到轴上,必须通过其他的机构才能实现动力的功能,它就跟我们常见的汽车发动机或者是电动机一样,驱动其他的机构,所以,涡轴发动机可以用在汽车上,坦克上,舰船上,直升机上,发电站上,压缩气站上,天然气输送站上,等等。