噴氣發動機
編輯噴氣發動機是一種反應式發動機,噴射快速移動的加熱氣體(通常是空氣)射流,通過噴氣推進產生推力。 雖然這個廣泛的定義可以包括火箭、噴水和混合動力推進,但術語噴氣發動機通常是指內燃式吸氣式噴氣發動機,例如渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、沖壓發動機或脈沖噴氣發動機。 一般來說,噴氣發動機是內燃機。
吸氣式噴氣發動機通常配備一個由渦輪驅動的旋轉空氣壓縮機,剩余的動力通過推進噴嘴提供推力——這個過程被稱為布雷頓熱力學循環。 噴氣式飛機使用這種發動機進行長途旅行。 早期的噴氣式飛機使用的渦輪噴氣發動機對于亞音速飛行來說效率相對較低。 大多數現代亞音速噴氣式飛機使用更復雜的高旁通比渦扇發動機。 在長距離飛行中,它們比活塞式和螺旋槳式航空發動機具有更高的速度和更高的燃油效率。 一些用于高速應用(沖壓噴氣發動機和超燃沖壓噴氣發動機)的吸氣發動機使用車輛速度的沖壓效應而不是機械壓縮機。
典型噴氣客機發動機的推力從 1950 年代的 5,000 磅力(22,000 牛頓)(de Havilland Ghost 渦輪噴氣發動機)增加到 1990 年代的 115,000 磅力(510,000 牛頓)(通用電氣 GE90 渦輪風扇發動機),其可靠性從飛行中的 40 在 1990 年代后期,每 100,000 個發動機飛行小時停機次數減少到每 100,000 次停機次數不到 1 次。 這與xxx降低的燃料消耗相結合,使雙引擎客機在世紀之交能夠進行常規的跨大西洋飛行,而以前類似的旅程需要多次加油。
歷史
編輯噴氣發動機的原理并不新鮮; 然而,實現這一想法所需的技術進步直到 20 世紀才得以實現。噴氣動力的初步演示可以追溯到 1 世紀埃及亞歷山大港的希羅所描述的風油柱。 該裝置通過兩個噴嘴引導蒸汽動力,使球體繞其軸快速旋轉。 這被視為一種好奇心。 同時,在水輪和風車上也可以看到水輪機的實際應用。
歷史學家進一步將噴氣發動機原理的理論起源追溯到中國傳統的煙花和火箭推進系統。 奧斯曼士兵 Lagari Hasan ?elebi 的故事記錄了此類設備用于飛行的故事,據報道,他在 1633 年使用錐形火箭實現了飛行。
吸氣式噴氣發動機的最早嘗試是混合設計,其中外部動力源首先壓縮空氣,然后與燃料混合并燃燒以產生噴氣推力。 Caproni Campini N.1 和日本的 Tsu-11 發動機旨在為第二次世界大戰末期的 Ohka 神風敢死隊飛機提供動力,但均未成功。
甚至在第二次世界大戰開始之前,工程師們就開始意識到,由于與螺旋槳效率相關的問題,驅動螺旋槳的發動機已接近極限,螺旋槳效率會隨著葉尖接近音速而下降。 如果飛機的性能要超過這樣的障礙,就需要一種不同的推進機制。 這就是燃氣渦輪發動機(噴氣發動機最常見的形式)發展背后的動機。
實用噴氣發動機的關鍵是燃氣輪機,它從發動機本身提取動力來驅動壓縮機。 燃氣輪機并不是一個新想法:1791 年,英國的約翰·巴伯 (John Barber) 獲得了固定式渦輪機的專利。1903 年,挪威工程師埃吉迪烏斯·埃林 (Agidius Elling) 建造了xxx臺成功自給自足運行的燃氣輪機。 由于安全性、可靠性、重量,尤其是持續運行等問題,此類發動機未能投入生產。
Maxime Guillaume 于 1921 年申請了xxx項使用燃氣輪機為飛機提供動力的專利。 他的發動機是軸流式渦輪噴氣發動機,但從未制造過,因為它需要在壓縮機的現有技術基礎上取得相當大的進步。 艾倫·阿諾德·格里菲斯 (Alan Arnold Griffith) 于 1926 年發表了渦輪設計的空氣動力學理論,引領了 RAE 的實驗工作。
1928 年,英國皇家空軍克蘭威爾學院學員 Frank Whittle 正式向上級提交了他關于渦輪噴氣發動機的想法。 1929 年 10 月,他進一步發展了他的想法。 1930 年 1 月 16 日,惠特爾在英國提交了他的xxx項專利(于 1932 年授予)。 該專利展示了一個兩級軸流壓縮機為單側離心壓縮機供電。 A.A.Griffith 在 1926 年的一篇開創性論文(渦輪設計的空氣動力學理論)中提出的想法使實用軸流式壓縮機成為可能。 惠特爾后來只專注于更簡單的離心式壓縮機。 Whittle 無法引起政府對他的發明的興趣,開發繼續以緩慢的速度進行。
在西班牙,飛行員兼工程師 Virgilio Leret Ruiz 于 1935 年 3 月獲得了噴氣發動機設計專利。
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