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噴氣發動機精心制作完整版材料

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更新時間：2015-12-09
發布人：bowenxuan

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噴氣發動機【精心制作完整版】克·惠特爾噴氣發動機（Jet engine）是一種通過加速和排出的高速流體做功的熱機或電機。它既可以輸出推力，也可以輸出軸功率。
大部分噴氣發動機都是依靠牛頓第三定律工作的內燃機

[編輯] 渦輪噴氣式發動機
完全采用燃氣噴氣產生推力的噴氣發動機是渦輪噴氣發動機。這種發動機的推力和油耗都很高。適合于高速飛行。也是最早的噴氣發動機。
[編輯] 離心式渦輪噴氣發動機
使用離心葉輪作為壓氣機。這種壓氣機很簡單，適合用比較差的材料制作，所以在早期應用很多。但是這種壓氣機阻力很大，壓縮比低，并且發動機直徑也很大，所以現在已經不再使用這種壓氣機。
[編輯] 軸流式渦輪噴氣發動機
使用扇葉作為壓氣機。這樣的發動機克服了離心式發動機的缺點，因此具有很高的性能。缺點是制造工藝苛刻。現在的高空高速飛機依然在使用軸流式渦噴發動機。
[編輯] 渦輪風扇發動機

一臺渦扇發動機的一級壓氣機
主條目：渦輪風扇發動機
在軸流式渦噴發動機的一級壓氣機上安裝巨大的進氣風扇的發動機。一級壓氣機風扇因為體積大，除了可以壓縮空氣外，還能當作螺旋槳使用。
渦輪風扇發動機的燃油效率在跨音速附近比渦輪噴氣發動機要高。
[編輯] 渦輪軸發動機
主條目：渦輪軸發動機
渦輪軸發動機類似渦槳發動機，但擁有更大的扭矩，并且他的輸出軸和渦輪軸是不平行的(一般是垂直)，輸出軸減速器也不在發動機上。所以他更類似于飛機上用的燃氣輪機。
渦軸發動機的大扭矩使他經常用于需要帶動大螺旋槳的直升機。它的結構和車用燃氣輪機區別不大。

渦輪噴氣發動機(Turbojet)（簡稱渦噴發動機）[1]是一種渦輪發動機。特點是完全依賴燃氣流產生推力。通常用作高速飛機的動力。油耗比渦輪風扇發動機高。
渦噴發動機分為離心式與軸流式兩種，離心式由英國人弗蘭克·惠特爾爵士于1930年取得發明專利，但是直到1941年裝有這種發動機的飛機才第一次上天，沒有參加第二次世界大戰，軸流式誕生在德國，并且作為第一種實用的噴氣式戰斗機Me-262的動力參加了1944年末的戰斗。
相比起離心式渦噴發動機，軸流式具有橫截面小，壓縮比高的優點，但是需要較高品質的材料——這在1945年左右是不存在的。當今的渦噴發動機均為軸流式。

一個典型的軸流式渦輪噴氣發動機圖解（淺藍色箭頭為氣流流向）
圖片注釋: 1 - 吸入, 2 - 低壓壓縮, 3 - 高壓壓縮, 4 - 燃燒, 5 - 排氣, 6 - 熱區域, 7 - 渦輪機, 8 - 燃燒室, 9 - 冷區域, 10 - 進氣口

目錄
[隱藏]
1 結構
o1.1 進氣道
o1.2 壓氣機
o1.3 燃燒室與渦輪
o1.4 噴管及加力燃燒室
2 使用情況
3 基本參數
4 參見條目
5 參考文獻
[編輯] 結構

離心式渦輪噴氣發動機的原理示意圖
圖片注釋: 順時針依次為: 離心葉輪（壓縮機），軸，渦輪機，噴嘴，燃燒室

軸流式渦輪噴氣發動機的原理示意圖
圖片注釋: 順時針依次為: 壓縮機，渦輪機，噴嘴，軸，燃燒室
[編輯] 進氣道
軸流式渦噴發動機的主要結構如圖，空氣首先進入進氣道，因為飛機飛行的狀態是變化的，進氣道需要保證空氣最后能順利的進入下一結構：壓氣機（compressor）。進氣道的主要作用就是將空氣在進入壓氣機之前調整到發動機能正常運轉的狀態。在超音速飛行時，機頭與進氣道口都會產生激波（shockwave），空氣經過激波壓力會升高，因此進氣道能起一定的預壓縮作用，但是激波位置不適當將造成局部壓力的不均勻，甚至有可能損壞壓氣機。所以一般超音速飛機的進氣道口都有一個激波調節錐，根據空速的情況調節激波的位置。
兩側進氣或機腹進氣的飛機由于進氣道緊貼機身，會受到附面層（boundary layer，或邊界層）的影響，還會附帶一個附面層調節裝置。所謂附面層是指緊貼機身表面流動的一層空氣，其流速遠低于周圍空氣，但其靜壓比周圍高，形成壓力梯度。因為其能量低，不適于進入發動機而需要排除。當飛機有一定迎角（angle of attack，AOA）時由于壓力梯度的變化，在壓力梯度加大的部分（如背風面）將發生附面層分離的現象，即本來緊貼機身的附面層在某一點突然脫離，形成湍流。
湍流是相對層流來說的，簡單說就是運動不規則的流體，嚴格的說所有的流動都是湍流。湍流的發生機制、過程的模型化現在都不太清楚。但是不是說湍流不好，在發動機中很多地方例如在燃燒過程就要充分利用湍流。
[編輯] 壓氣機
壓氣機由定子（stator）葉片與轉子（rotor）葉片交錯組成，一對定子葉片與轉子葉片稱為一級，定子固定在發動機框架上，轉子由轉子軸與渦輪相連。現役渦噴發動機一般為8－12級壓氣機。級數越多越往后壓力越大，當戰斗機突然做高機動時，流入壓氣機前級的空氣壓力驟降，而后級壓力很高，此時會出現后級高壓空氣反向膨脹，發動機工作極不穩定的狀況，工程上稱為“喘振”，這是發動機最致命的事故，很有可能造成停車甚至結構毀壞。防止“喘振”發生有幾種辦法。經驗表明喘振多發生在壓氣機的5，6級間，在次區間設置放氣環，以使壓力出現異常時及時泄壓可避免喘振的發生。或者將轉子軸做成兩層同心空筒，分別連接前級低壓壓氣機與渦輪，后級高壓壓氣機與另一組渦輪，兩套轉子組互相獨立，在壓力異常時自動調節轉速，也可避免喘振。...

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