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航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械,为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏,被誉为“工业皇冠上的明珠”,是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。航空发动机发展主要经历以下步骤:
航空发动机主要包括活塞式、涡轮喷气和冲压发动机,下面主要介绍一下应用广泛的涡轮喷气发动机原理。
涡轮喷气发动机主要包括5大部件:进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管。
附件系统包括燃油、润滑、启动、空气、电气、加力燃烧室,推力转向装置以及矢量喷管等系统:
工作原理
涡喷发动机工作时连续不断地吸入空气,空气在发动机中经过压缩、燃烧和膨胀过程产生高温高压燃气从尾喷管喷出,气体动量增加,使发动机产生反作用推理。
工作过程
进气道将工质引入→压气机增压→燃烧室喷油燃烧加热→涡轮膨胀做功带动压气机→尾喷管膨胀加速→高速排气到体外。
各部件主要工作原理如下:
进气道
将足够的空气量,以最小的流动损失顺利地引入压气机;当飞行速度大于压气机进口处的气流速度时,可以通过冲压压缩空气,提高空气的压力。
压气机
压气机是用来提高进入发动机内的空气压力,供给发动机工作时需要的压缩空气,也可以为座舱增加、涡轮散热和其他发动机的启动提供压缩空气。主要由转子和静子组成。
燃烧室
高压空气和燃油混合、燃烧,将化学能转变为热能,形成高温高压的燃气。燃烧室都是由扩压器、壳体、火焰筒、燃油喷嘴和点火器等基本构件组成。
涡轮
把高温、高压燃气的部分热能、压力能转变成旋转的机械功,从而带动压气机与其他附件工作的旋转部件。
尾喷管
使气流不断加速的管道成为喷管,作用是使涡轮后的燃气持续膨胀,将燃气中剩余的热能充分转变为动能,使燃气以高速从喷口中喷出。
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