【简介:】桨扇发动机:
桨扇发动机是一种涡轮发动机,类似于涡轮风扇发动机,但没有风扇函道。风扇置于发动机短舱之外。和涡轮风扇发动机类似,风扇由涡轮直接带动。在外观上,桨扇发动机和涡
桨扇发动机:
桨扇发动机是一种涡轮发动机,类似于涡轮风扇发动机,但没有风扇函道。风扇置于发动机短舱之外。和涡轮风扇发动机类似,风扇由涡轮直接带动。在外观上,桨扇发动机和涡桨发动机很相似,但涡桨发动机的螺旋桨是由涡轮通过减速器带动的,桨扇和涡轮之间则无减速器。
由于和涡轮之间没有减速器,因此桨扇的螺旋桨转速非常高。因此在设计中,螺旋桨的叶型和叶片翼型都和涡桨发动机螺旋桨不同。
有的桨扇发动机采用双涡轮双层桨结构,两层桨转动方向相反,以提高效率。
由于结构类似于涡扇发动机,且没有风扇旱道,桨扇发动机经常被称做无限高函道比的涡扇发动机。
桨扇发动机有着涡扇发动机类似的速度和性能,但在经济性上接近涡桨发动机。
涡轮风扇发动机:
涡轮风扇发动机(Turbofan Engine,亦称涡扇发动机、涡轮扇发动机)是航空发动机的一种,由涡轮喷气发动机(Turbojet,简称涡喷发动机)发展而成。与涡喷比较,主要特点是其首级压缩扇叶的面积大很多,除了作为压缩空气的用途之外,同时也具有螺旋桨的作用,能将部分吸入的空气通过喷气引擎的外围向后推。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为每小时400至2,000公里时使用,故此现在多数的喷气机引擎都是采用涡扇发动机作为动力来源。
涡扇引擎的涵道比(Bypass ratio)是单位时间内不经过燃烧室的空气质量,与通过燃烧室的空气质量的比例。涵道比为零的涡扇引擎即是涡轮喷气引擎。早期的涡扇引擎和现代战斗机使用的涡扇引擎涵道比都较低。例如世界上第一款涡扇引擎,劳斯莱斯的Conway,其涵道比只有0.3。现代多数民用飞机引擎的涵道比通常都在5以上。涵道比高的涡轮扇引擎耗油较少,但推力却与涡轮喷气引擎相当,且运转时还宁静得多。
战斗机使用低涵道比发动机,主要是因为截面积与常用飞行速度,高涵道比的发动机,截面积过大在超音速的时候阻力过大,另外在超音速的状况下效率也会比纯涡轮射喷甚至于低旁通还低,所以战斗机皆使用低涵道比发动机(涵道比皆低于1),另外还有像是SR-71使用可变涵道比发动机,能够关闭旁通部份,来增加超音速的效率,像是只在超音速飞行的协和号喷气客机,因为长时间处于超音速状态,为了提升效率与降低成本就是使用纯涡轮喷气而无涵道比的发动机
涡轮螺旋桨发动机:
涡轮螺旋桨发动机(Turboprop Engines,或根据其发动机类型而称为涡轮螺旋桨喷射发动机,并常简称为涡桨发动机是一种通常用于飞机上的燃气涡轮发动机(gas turbine engine)。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,是以螺旋桨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。
虽然涡桨引擎的燃烧室与涡轮喷射发动机类似,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,由于涡轮喷射发动机主要的推进力都来自于热气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,有产生震波的可能。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。
虽然涡轮螺旋桨发动机常用在较小型或较低速的次音速飞机上,但也有少数使用涡轮螺旋桨发动机的飞机,可以以非常接近音速的500节(约926公里/小时,或575英里/小时)的空速在空中巡航。
涡轮喷气发动机:
涡轮喷气发动机(简称涡喷发动机)[1]是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。通常用作高速飞机的动力。油耗比涡轮风扇发动机高。
涡喷发动机分为离心式与轴流式两种,离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利,但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第一次上天,没有参加第二次世界大战,轴流式诞生在德国,并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。
相比起离心式涡喷发动机,轴流式具有横截面小,压缩比高的优点,但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。当今的涡喷发动机均为轴流式。