涡轮喷气发动机如何工作
涡轮喷气发动机把空气压缩、在其中燃烧燃料,再把高温燃气从尾部喷出。跟着空气从进气道走经压气机、燃烧室与涡轮,最后从喷管喷射而出。
涡轮喷气发动机把空气压缩、在其中燃烧燃料,再把高温燃气从尾部喷出。跟着空气从进气道走经压气机、燃烧室与涡轮,最后从喷管喷射而出。
涡轮喷气发动机是最简单的一种喷气发动机。它吸入空气、压缩空气、在其中燃烧燃料,用一部分高温燃气维持自身运转,把其余的从尾部高速喷出。全部推力都来自这股喷流,因此它被称为“涡轮喷气”而不是“涡轮风扇”。
从外面看,涡轮喷气发动机不过是一根两端开口的管子。整个故事——空气如何被吸入、压缩、燃烧与膨胀——都发生在内部,其间四个舱段沿一根主轴依次排列。
压气机转动时,把空气从前方进气道吸进来。进气道平滑的开口让空气尽量不受扰动地进入,因为发动机最需要的是稳定均匀的气流。
压气机由一排排叶片组成,每一排都让空气转向,并把它送进比上一排更小的空间。挤压空气使压力提升好几倍。高压空气燃烧起来远比常压空气有力,正是这一步让后面的流程 worthwhile。
燃料被喷入压缩空气,在燃烧室中被点燃。结果是一股极高温、高压的燃气,发动机要用的能量此时都在这股燃气里——先用来维持自身运转,再用来推动飞行。
高温燃气冲过涡轮,像风车一样把它吹转。涡轮并不产生推力;它只取出刚好够用的能量来转动主轴,主轴再伸到前方带动压气机。发动机就靠这样让自己维持运转。
经过涡轮后剩下的高温燃气进入收敛的排气喷管。流道收窄使燃气加速,而从发动机高速喷出的射流,就是把飞机向前推的推力。
燃烧压缩后的空气,能释放出远多于常压燃烧的有用能量。先提高压力,每一千克空气就能把更多功带给涡轮和喷管。
不是。涡轮主要用来带动压气机,只取出刚好够维持发动机运转的能量。推力来自剩下被排气喷管加速喷出的高温燃气。
压气机只有在已经快速旋转时才能建立压力,所以涡轮喷气发动机必须先由起动机或另一台发动机把它带动起来,才能自行维持运转。
它把后方的涡轮和前方的压气机连在一起,于是从高温燃气中取出的能量就能带动压气机,而无需单独的马达。
不能。它需要空气来燃烧、也需要空气被向后推出,所以只能在大气层内工作。火箭自带氧化剂,正是为了解决这一点。