变循环喷气发动机的相关案例
当黑鸟的心脏,J58发动机咆哮的时候,很少有人能不为之动容,J58也是变循环发动机,却与GE走的不是一个路子。J58是在涡轮喷气和压气机辅助冲压发动机之间转换的变循环。PW(普拉特惠特尼公司)在上个世纪五六十年代开发的这个发动机使黑鸟以三点二倍音速的速度持续飞行。直到几十年后今天,黑鸟仍保持着使用空气发动机的载人飞机的官方最快速度记录。
J58照片中,可以清楚地看到有三个粗大的管子,它们一端连接在发动机压气机的位置、另外一端连接在发动机加力燃烧室,J58的另一侧有同样的三个管子,这六个粗大的管子叫涡轮旁路管道,它们起自J58的第四级与第五级压气机之间,终于涡轮后面、加力燃烧室之前。在活门的作用下,这些涡轮旁路通道使得J58得以在涡喷和冲压发动机模式之间转换。发动机上方的管路就是涡轮旁路通道(Compressor Bleed Air Bypass Turbines)。这个通道在第四级和第五级压气机之间与发动机通过内部排气活门(Internal Bleed)连接、然后终止于加力燃烧室(Afterburner Section)。在内部排气活门(Internal Bleed)后面的外部排气活门(External Bleeds),其作用是调节涡轮旁路通道中的气压。
当黑鸟在低速飞行时,内部排气活门关闭,压气中所有气流进入主燃烧室,以典型的涡轮喷气方式工作。
当黑鸟以三倍音速飞行时,内部排气活门开启,前四级压气机中的一部分气流通过内部活门进入涡轮旁路通道,直接进入加力燃烧室。这些经前四级压气机压缩的空气在加力燃烧室中为加力燃烧室喷出的燃料提供燃烧的氧气,从而使J58以压气机辅助冲压发动机方式工作。 F120是美国空军F-22先进战术战斗机的候选发动机,GE公司编号为GE37,加力推力15880千克,涵道比是0~0.35。它是美国空军和海军在1983~1990年主持的SCR、ATEGG、JTDE和ManTech等一系列计划的产物。
F120是一种能满足先进战术战斗机的高单位推力和部分功率状态低耗油率相互矛盾要求的双涵VCE,其基本结构是一台对转涡轮的双转子涡扇发动机。低压涡轮驱动两级风扇,高压涡轮驱动5级压气机(含CDFS)。两个涡轮对转,都是单级设计,无级间导向器。控制系统为三余度多变量FADEC。
它能够以单涵和双涵模式工作。
在亚声速巡航的低功率状态,发动机以双涵(涡扇)模式工作。被动作动旁路系统由第二级风扇和CDFS涵道之间的压差打开,使更多的空气进入外涵道,同时使风扇具有大的喘振裕度。此时,后VABI也打开,更多的外涵空气引射进入主排气流,使推力增大。
在超声速巡航的高功率状态,发动机以单涵(涡喷)模式工作。在此模式下,后VABI关小到使涡轮框架、加力燃烧室内衬和尾喷管内衬前后保持正的风扇冷却气流压差。当后VABI关小时,外涵中的压力增加,直到超过第二级风扇排气压力为止。在反压作用下,旁路系统模式选择活门关闭,迫使空气进入核心机。有少量空气从CDFS后引出,供加力燃烧室和喷管冷却以及飞机引气用。发动机顺利进入涡喷模式。
F120的最终结构经过三个阶段的发展。第一阶段用XF120进行地面试验,验证了基本循环的灵活性、性能特性、涡轮温度能力和失速裕度以及FADEC和二元矢量喷管的工作。第二阶段用YF120进行飞行试验。第三阶段的F120吸取了XF120和YF120计划的所有经验教训。YF120的流量比XF120的大,以满足不断增加的机体需求和喷管冷却要求。重量和复杂性被减到最小,而保障性始终作为一个关键设计目标。在F-22的原型机试验计划中,YF120成功地在YF-22和YF-23上飞行。它达到了重量、寿命、适用性和性能目标。它还达到或超过严格的最大不加力超声速巡航推力目标。
F120自然是从XF120地面试验和YF120飞行试验成功的基础上发展起来的。在F120上,用一个被动旁路系统代替了可调模式选择活门。对叶轮机作了改进,以改善匹配特性和效率。控制系统简化到了常规涡扇发动机的水平。因此,F120在战斗机发动机更低的复杂性的条件下具有固有的灵活性和优良的保障性。它为飞机提供了优良的速度、加速性、机动性和航程能力。
总的来说,F120与GE公司成功的F110系列相比,结构简单得多,零件数少40%。
虽然F120在第四代战斗机的竞争中败给常规的F119,但仍作为替换发动机继续研制。VCE也仍是IHPTET计划的一项重要技术目标。
我想知道有关于燃气轮机、喷气式发动机、火箭发动机的工作原理
燃气轮机装置是一种比较新型的动力装置。最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件:压气机、燃气轮机和燃烧室,下图是其流程示意图。空气和燃料分别经压气机与泵增压后送入燃烧室,在其中燃料与空气混合并燃烧,释放出热能。燃烧所产生的燃气吸热后温度升高,然后流入燃气轮机边膨胀边作功,作功后的气体排向大气并向大气放热。重复上述升压、吸热、膨胀与放热过程,连续不断地将燃料的化学能转换成热能,进而转换成机械能。 喷气式发动机工作原理图 涡轮喷气式发动机应用于喷气推进避免了火箭和冲压喷气发动机固有的弱点,因为采用了涡轮驱动的压气机,因此在低速时发动机也有足够的压力来产生强大的推力。涡轮喷气发动机按照“工作循环”工作。空气动力发动机的构造原理
一、空气发动机的原理是:
1.它的引擎采用压缩技术,把空气压缩后储存在一个汽缸内。引擎接上电源充气4小时就可以以80公里的平均时速行走10小时。
2.运行原理,用解振和轮胎产气 它是一种非常规的能源科技用于空气动力汽车的安全热源气源动力系统装置,空气具有高度可压缩性,因而能够作为能量载体;利用压缩空气作为气动汽车的动力源,采用气体发生剂供给膨胀吸热的热源和气源,两相联合相得益彰。
二、优缺点
1.空气动力的发动机有以下缺点:噪音大,耗气量大一会就跑完了,扭矩力比汽油机小得多所以不适宜扭矩要求较大的场合等等。
2.它具有以下几个优点:价格便宜比较适合发展中的国家,结构简单,对环境污染较少,环境适应性强在高温低温下都可以正常的运转,寿命长,应没有高温低温的特点,金属不宜变形所以寿命会比内燃机的寿命多。
扩展资料:
空气动力学可有两种分类法:
1.根据流体运动的速度范围或飞行器的飞行速度,空气动力学可分为低速空气动力学和高速空气动力学。通常大致以400千米/小时(这一数值接近于地面1atm,288.15K下0.3Ma的值)这一速度作为划分的界线。
在低速空气动力学中,气体介质可视为不可压缩的,对应的流动称为不可压缩流动。大于这个速度的流动,须考虑气体的压缩性影响和气体热力学特性的变化。这种对应于高速空气动力学的流动称为可压缩流动。
2.根据流动中是否必须考虑气体介质的粘性,空气动力学又可分为理想空气动力学(或理想气体动力学)和粘性空气动力学。
除了上述分类以外,空气动力学中还有一些边缘性的分支学科。例如稀薄气体动力学、高温气体动力学等。
参考资料:百度百科-空气动力汽车
喷气式发动机和其他类型的发动机,结构上有什么不同?
火箭发动机:燃料和氧化剂均储存在火箭中,它们被输送到燃烧室中,而燃烧的高温高压气体被尾部喷嘴喷射。根据瞬间的延迟,根据状态量获得反向推力。
喷气发动机:仅存储燃料,氧化剂在空气通道中运输通过气道,并通过多级压缩机压缩,并且在燃烧后,在燃烧室中释放燃料以燃烧到空气中。高温高压气体从尾部喷嘴喷射,并且根据缺乏动量的运动获得反向推力
两者之间存在很大差异,最明显,以下是:
1.氧化剂,火箭发动机具有特殊的氧化剂,并储存在火箭中,喷射发动机的氧化剂在大气中是氧气;
2.结构,相同的燃烧室和尾部喷嘴,但喷射发动机的空气需要通过多级压缩机压缩,从而达到一定的压力(即,内线呼叫压力)和温度,以及火箭发动机存储氧化剂不能是气态的,所以喷气发动机具有载体,火箭发动机不是;
3.使用环境,喷气发动机必须在大气中运行,火箭发动机不受自己的氧化剂;
4.火箭发动机虽然已经存在回收技术,但许多结构具有严重的变形或金属变化的高温高压或金属变化,并且每次回收都会改变大量的零件,而射流发动机可以长时间继续工作,维护相对简单
现在喷射发动机通常是指涡轮机射流,涡旋式发动机,液体火箭,固体火箭发动机;
螺旋发动机主要用于活塞发动机,实际上,还有涡轮机螺旋发动机,涡轮螺旋发动机的工作状态类似于涡轮机射流和涡轮机。如果您想比较下面的发动机:
A.螺旋引擎,如果您指的是开封发动机,其工作过程通常是四个:吸入,压缩,燃烧,工作,因为只有燃烧过程消耗能量,并进行工作过程向外输出。能量,因此能量密度小,力量很小。
B.喷射发动机的主要结构是入口+压缩机+燃烧室+涡轮机,所以其吸入,压缩,燃烧和工作是连续的(对应四个部分),能量密度大
C.液体固体火箭发动机,因此,自收缩氧化剂因此没有吸入,压缩过程如果你想比较,螺旋和喷射的两个推进器很简单,螺旋桨提高高速效率,一般无法飞行。