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涡轮发动机能不能放在垂直起降的飞行器上?这里告诉你答案

  飞机用的喷气式发动机有涡轮风扇发动机和涡轮喷气发动机,带动螺旋桨的有涡轮螺桨发动机和涡轮轴发动机。垂直起降飞行器的动力无非也就是这些,现在已经很少用活塞式发动机了。当然,也有部分轻型直升机或是旋翼机用汽车用的汽油机也能带的起来。

  现代涡轮喷气发动机的结构•●由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。空气首先进入的是发动机的进气道,进气道的功能就是通过可调管道,将进入的气流调整为合适的速度。进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的,空气流过压气机时,压气机工作○▲-•■□叶片对气流做功,使气流的压力,温度升高。从燃烧室流出的高温高压燃气,流过同压气机装在同一条轴上的涡轮。燃气的部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,带动压气机旋转,经过燃烧★△◁◁▽▼后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀比远大于压气机中的压缩比,涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多,发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。从涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。

  F-35使用的F135涡轮风扇发动机是目前世界上推力最大的军用喷气发动机,垂直•☆■▲起降的F-35B也是使用这种发动机,但多带了根轴带动升力风扇

  涡扇发动机的结构,实际上就是涡轮喷气发动机的后方再增加了1-2级低压(低速)涡轮,这些涡轮带动一定数量的◇=△▲风扇,消耗掉一部分涡喷发动机(核心机)的燃气排气动能,从而进一步降低燃气排出速度。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样,送进▪•★压气机(术语称“内涵道”),另一▼▲部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。因此,涡扇发动机的燃气能量被分派到▪…□▷▷•了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时,为提◁☆◆▼●•○△▲★-●高热效率而提高涡轮前温度,可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径,使更多的燃气能★▽…◇量经低压涡轮驱▼▼▽●▽●动风扇传递到外涵道气流,从而避免大幅▲=○▼增加排气速度。这样,热效率和▽•●◆推进效率取得了平衡,发动机的效率得到◆●△▼●极大提高。效率高★◇▽▼•就意味着油耗低,飞机航程变得更远。但是大风扇直径增加了发动机的迎风面积,所以涵道比大于0.3的涡扇发动机不适合超音速巡航飞行。

  涡轮轴发动机同涡轮螺桨发动机根相近。它们都是•□▼◁▼由涡轮风扇发动机的原理演变而来,只不过后者将风扇变成了螺旋桨,而前者将风扇变成了直升机的旋翼。除此之◆◁•外,涡轮轴发动机也有自己的特点:它一般装有自由涡轮(即不带动压气机,专为输出功率用的涡轮),而且主要用在直升▷•●机和垂直/短距起落飞机上。

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