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喷气式发动机原理是什么

2023-08-21 20:07:29
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空气发动机能量原理

喷气式发动机原理是什么

喷气式发动机虽然很少应用于汽车上,但它在飞机上得到了广泛的使用,甚至某些航模也采用小型脉冲喷气发动机作为自己的动力装置。那么喷气式发动机原理是什么呢?

喷气式发动机的原理是:作用在一物体上的每一个力都有一方向相反大小相等的反作用力。

喷气式发动机是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机,使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。

大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃机,广义上的喷气发动机包括火箭发动机和空气喷气发动机。

早在1913年,法国工程师雷恩·洛兰就获得了一项喷气发动机的专利,但这是一种冲压式喷气发动机,在当时的低速下根本无法工作,而且也缺乏所需的高温耐热材料。

1930年,弗兰克·惠特尔取得了他使用燃气涡轮发动机的第一个专利,但直到11年后,他的发动机在完成其首次飞行,弗兰克·惠特尔的这种发动机形成了现代涡轮喷气发动机的基础。

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空气动力车的原理是什么?

我认为空气动力可以用在纯电动汽车上,它的名字叫空气动力增程器。
2023-08-12 14:00:068

空气动力学的原理

女人
2023-08-12 14:00:563

空气喷气发动机的原理

它是利用气体从尾部高速喷出时所产生反冲的推力来推动机身前进的机械。由于活塞式内燃机的螺旋桨叶转得越快,它所受到的阻力也就越大,效率就低。所以它的速度不能超过211米/秒。而且这种飞机只能在空气中飞行,因此飞行的高度及速度都受到限制。 喷气式发动机的燃料在燃烧室内燃烧后,产生高温和高压的气体,这种气体从尾部以极高的速度喷出,同时产生反作用力,推动机身向前运动。喷气机的作用是直接产生反冲推力,把燃料的内能转变为燃气的动能和飞机前进的机械能,而不需要通过能量转变的中间结构活塞、螺旋桨等,减少了能量的损失,从而提高飞机的飞行速度。 喷气式发动机可分为两大类,即空气喷气发动机和火箭喷气发动机。空气喷气发动机本身携带燃料,它需要利用外界的空气来帮助燃烧。因此它不适宜在空气稀薄的高空飞行。由于发动机的种类很多,常见的有冲压式和气轮式等。
2023-08-12 14:01:351

航空发动机的工作原理是什么?是怎样利用燃料工作的?

首先航空发动机既是一个热机,因为它利用工质(空气),进行加功(燃油燃烧),然后转变成发动机的动能,可以循环做功;另外发动机又是一个推进器。简单原理:有一定速度的空气进入发动机进气道,速度减小,静压力初步升高;之后压气机对空气做功,主要用于提高空气的压力,发动机的速度并不提升多少;高压气体进入燃烧室喷油燃烧,燃料的化学能转化为空气的内能;高温高压燃气膨胀做功,一部分能量推动发动机涡轮旋转,涡轮带动前面压气机旋转,而燃气的大部分能量则转化为燃气的动能,在发动机的喷口喷出,根据动量定理,简单的说,向后喷气,发动机就获得了向前的动能。(涡轮喷气发动机原理)
2023-08-12 14:01:491

发动机的工作原理,是将热能转化为什么?

发动机是一种能量转换机构,它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。
2023-08-12 14:01:563

战机发动机的工作原理是什么?

第一个问题: 如果不按做功方式和工作原理,泛泛而言通俗的讲,通常情况下,战机采用的发动机可以分为一下几种类型: (1)活塞式航空发动机:早期在飞机或直升机上应用的航空发动机,用它带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达2500KW(3400马力)。后来逐渐为功率大、高速性能好的燃气涡轮发动机所取代。但是小功率的活塞式航空发动机还广泛地被用在轻型飞机、直升机以及超轻型飞机上。 (2)燃气涡轮发动机:是现代飞机和直升机上应用最广的发动机。它包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。它们都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮;涡轮螺旋桨发动机主要用于速度小于800Km/h的飞机,涡轮轴发动机主要用作直升机的动力,速度更高的飞机则用涡轮风扇发动机。涡轮喷气发动机主要用于超音速飞机。 (3)冲压发动机:特点是无压气机和燃气涡轮,进入燃烧室的空气是利用高速飞行时的冲压作用来增压的。冲压发动机构造简单,推力大,特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速性能不好,限制了它在航空器上的应用,仅用在导弹和在空中发射的靶弹上,当然,SR-71侦察机采用的发动机在一定条件下也有某些冲压发动机的味道。其实冲压发动机还有很多种,还衍生出了火箭式冲压发动机,详见配图。 (4)航空器上应用的其他吸气式发动机还有脉冲发动机, 脉冲发动机也是一种吸空气发动机,结构极其简单,主要用于低速靶机和航空模型飞机。因应用有限,这里就不再介绍,不过,V-1导弹上用的就是它,一些战机的试验模型和航模上也有采用。 这四类发动机都由大气中吸取空气作为燃料燃烧的氧化剂,所以又称吸空气发动机。 航空器上应用的不需要氧化剂(即不需空气参与的)发动机还有火箭发动机和航空电动机。 火箭发动机燃料消耗率太大,不适于长时间工作,历史上应用的作战飞机很少,但美国X-1、X-2等研究机多有采用,在目前火箭发动机应用于飞机一般仅用于短时间加速(如助推器)。 由电池或者太阳能电池驱动的航空电动机仅用于轻型飞机或无人机,尚处在试验阶段,美国曾将其应用于一种大型由太阳能发电驱动的高空侦察试验机。 第二个问题: 目前,除了一些初级教练机(如中国的初教六)、轻中型运输机(如中国的运-5)、轻型无人战机还采用活塞式发动机外,一线有人驾驶战机中已经基本不再采用活塞式发动机了,呵呵,当然,例如猛虎组织利用小型民用飞机自行改装的战机除外哦。
2023-08-12 14:02:473

发动机缩空气启动原理

空气发动机其原理是将空气中的n2(带正电子状态?)分离出来后再经-160℃的低温使其液化,用制备的液体n2作发动机燃料。在空气发动机汽车上装一类似汽车水箱散热器的热能交换器,当液体n2经过热能交换遇热迅速变为气体,其体积在瞬间会膨胀700倍,n2体积膨胀推动活塞运动,与汽油燃烧时的作用一样。
2023-08-12 14:03:052

请介绍一下各种喷气式发动机的工作原理

喷气发动机原理及若干工作方式 喷气推进原理 气推进是伊萨克·牛顿(Isaac Newton)爵士的第三运动定律的实际应用。该定律表述为:“作用在一物体上的每一个力都有一方向相反大小相等的反作用力。”就飞机推进而言,“物体”是通过发动机时受到加速的空气。产生这一加速度所需的力有一大小相等方向相反的反作用力作用在产生这一加速度的装置上。喷气发动机用类似于发动机/螺旋桨组合的方式产生推力。二者均靠将大量气体向后推来推进飞机,一种是以比较低速的大量空气滑流的形式,而另一种是以极高速的燃气喷气流形式。 这一同样的反作用原理出现于所有运动形式之中,通常有许多应用方式。喷气反作用最早的著名例子是公元前120年作为一种玩具生产的赫罗的发动机。这种玩具表明从喷嘴中喷出的水蒸气的能量能够把大小相等方向相反的反作用力传给喷嘴本身,从而引起发动机旋转。类似的旋转式花园喷灌器是这一原理更为实用的一个例子。这种喷灌器借助于作用于喷水嘴的反作用力旋转。现代灭火设备的高压喷头是“喷流反作用”的一个例子。由于水喷流的反作用力,一个消防员经常握不住或控制不了水管。也许,这一原理的最简单的表演是狂欢节的气球,当它放出空气或气体时,它便沿着与喷气相反的方向急速飞走。 喷气反作用绝对是一种内部现象。它不象人们经常想象的那样说成是由于喷气流作用在大气上的压力所造成的。实际上,喷气推进发动机,无论火箭、冲压喷气、或者涡轮喷气,都是设计成加速空气流或者燃气流并将其高速排出的一种装置。当然,这样做有不同的方式。但是,在所有例子中,作用在发动机上的最终的反作用力即推力是与发动机排出的气流的质量以及气流的速度成比例的。换言之,给大量空气附加一个小速度或者给少量空气一个大速度能提供同样的推力。实用中,人们喜欢前者,因为降低喷气速度能得到更高的推进效率。 喷气推进的几种方式 不同类型的喷气发动机,无论冲压喷气、脉冲喷气、燃气轮机、涡轮/冲压喷气或者涡轮-火箭,其差别仅在于“推力提供者”即发动机供应能量并将能量转换成飞行动力的方式。 冲压喷气发动机实际上是一种气动热力涵道。它没有任何主要旋转零件,只包含一个扩张形进气涵道和一个收敛形或者收敛-扩张形出口。当由外部能源强迫其向前运动时,空气被迫进入进气道。当它流过这一扩散形涵道时,其速度或动能降低,而压力能增加。尔后,靠燃油的燃烧来增加其总能量,膨胀的燃气通过出口涵道高速排入大气。冲压喷气发动机常作为导弹和靶机的动力装置,但单纯的冲压喷气发动机不适于作为普通飞机动力装置,因为在它产生推力前,要求向它施加向前的运动。 脉冲喷气发动机采用间歇燃烧原理。与冲压喷气发动机不同,它能在静止状态工作。这种发动机是由类似冲压喷气发动机的一种空气动力涵道构成。它的压力较高,结构比较坚实。进气涵道有许多进气“活门”,在弹簧拉力作用下处于打开位置,通过打开的活门空气进入燃烧室,并靠燃烧喷入燃烧室中去的燃油得到加热,由此引起的膨胀使压力升高,迫使活门关闭,然后膨胀的燃气向后喷出;排气造成降压,使活门重新开启。这种过程周而复始。脉冲喷气发动机曾经被设计成直升机旋翼的推进装置,有的还通过精心设计涵道来控制共振循环的压力变化而省去了进气活门。但脉冲喷气发动机不适于作为飞机动力装置,因为它的油耗高,又无法达到现代燃气涡轮发动机的性能。 火箭发动机虽然也属于喷气发动机,但它们有重大区别。即火箭发动机不用大气作为推进流体,而用它携带的液态燃料或化学分解而形成的燃料与氧气剂的燃烧来产生它自己的推进流体,从而能在地球大气层外工作,但因此它也只适用工作时间很短的情况. 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。它从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”。涡轮发动机的机械布局比较简单,因为它只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或者若干个燃烧室。然而,并非这种发动机的所有方面都具有这种简单性,因为热力和气动力问题是比较复杂的。这些问题是由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流、以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成的。 飞机速度低于大约450英里/小时(724公里/小时)时,纯喷气发动机的效率低于螺旋桨型发动机的效率,因为它的推进效率在很大程度上取决于它的飞行速度;因而,纯涡轮喷气发动机最适合较高的飞行速度。然而,由于螺旋桨的高叶尖速度造成的气流扰动,在350英里/小时(563公里/小时)以上时螺旋桨效率迅速降低。这些特性使得一些中等速度飞行的飞机不用纯涡轮喷气装置而采用螺旋桨和燃气涡轮发动机的组合 -- 涡轮螺旋桨式发动机。 螺旋桨/涡轮组合的优越性在一定程度上被内外涵发动机、涵道风扇发动机和桨扇发动机的引入所取代。这些发动机比纯喷气发动机流量大而喷气速度低,因而,其推进效率与涡轮螺旋桨发动机相当,超过了纯喷气发动机的推进效率。 涡轮/冲压喷气发动机将涡轮喷气发动机(它常用于马赫数低于3的各种速度)与冲压喷气发动机结合起来,在高马赫数时具有良好的性能。这种发动机的周围是一涵道,前部具有可调进气道,后部是带可调喷口的加力喷管。起飞和加速、以及马赫数3以下的飞行状态下,发动机用常规的涡轮喷气式发动机的工作方式;当飞机加速到马赫数3以上时,其涡轮喷气机构被关闭,气道空气借助于导向叶片绕过压气机,直接流入加力喷管,此时该加力喷管成为冲压喷气发动机的燃烧室。这种发动机适合要求高速飞行并且维持高马赫数巡航状态的飞机,在这些状态下,该发动机是以冲压喷气发动机方式工作的。 涡轮/火箭发动机与涡轮/冲压喷气发动机的结构相似,一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机,而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度,在燃气进入涡轮前,需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释,残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻,但是,其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
2023-08-12 14:03:151

涡轮喷气发动机的工作原理

涡轮喷气发动机的工作原理: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。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种,就必须遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。因此,从产生输出能量的原理上讲,喷气式发动机和活塞式发动机是相同的,都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段。不同的是,在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的,但在喷气发动机中则是连续进行的,气体依次流经喷气发动机的各个部分,就对应着活塞式发动机的四个工作位置。扩展资料:涡轮喷气发动机进气系统的主要作用是:引入空气,并尽量利用气流的冲压来对发动机增压,并使动能损失最小,进气口位置的安排,应注意使速度分布均匀,附加的阻力小;同时还应使进气口的位置不易吸入杂物,以免损坏发动机内部的零件如压气机叶片等。1、进气系统:进气系统主要包括进气口和进气道。进气口的位置——进气口的位置与发动机的位置、数目和型式等有关。常见的有机头正面、短舱正面、机身两侧和机翼根部进气,此外还有翼下和翼上进气等型式。2、多台涡轮喷气发动:多台涡轮喷气发动机可装在发动机短舱内。这种安排方式不但对冲压利用效果好,而且内部动能损失也小。3、防冰装置:涡轮喷气发动机进气口处在一定气象条件下容易结冰。这会使进气道中气流动能损失增大,推力减小,还可能使发动机受到损坏。为了防止结冰,可在进气口和进口导流片处安装防冰装置;其热源可利用发动机的燃气、压气机后面的热空气或电能。参考资料来源:百度百科-涡轮喷气发动机
2023-08-12 14:03:391

发动机里面的空气是怎样循环的

从进气门吸入空气然后喷油嘴同时喷油整理器点火然后爆炸推开杠头带动连杆然后出气门排气
2023-08-12 14:03:503

喷气飞机的发动机的工作原理

喷气发动机原理及若干工作方式 喷气推进原理 气推进是伊萨克·牛顿(Isaac Newton)爵士的第三运动定律的实际应用。该定律表述为:“作用在一物体上的每一个力都有一方向相反大小相等的反作用力。”就飞机推进而言,“物体”是通过发动机时受到加速的空气。产生这一加速度所需的力有一大小相等方向相反的反作用力作用在产生这一加速度的装置上。喷气发动机用类似于发动机/螺旋桨组合的方式产生推力。二者均靠将大量气体向后推来推进飞机,一种是以比较低速的大量空气滑流的形式,而另一种是以极高速的燃气喷气流形式。 这一同样的反作用原理出现于所有运动形式之中,通常有许多应用方式。喷气反作用最早的著名例子是公元前120年作为一种玩具生产的赫罗的发动机。这种玩具表明从喷嘴中喷出的水蒸气的能量能够把大小相等方向相反的反作用力传给喷嘴本身,从而引起发动机旋转。类似的旋转式花园喷灌器是这一原理更为实用的一个例子。这种喷灌器借助于作用于喷水嘴的反作用力旋转。现代灭火设备的高压喷头是“喷流反作用”的一个例子。由于水喷流的反作用力,一个消防员经常握不住或控制不了水管。也许,这一原理的最简单的表演是狂欢节的气球,当它放出空气或气体时,它便沿着与喷气相反的方向急速飞走。 喷气反作用绝对是一种内部现象。它不象人们经常想象的那样说成是由于喷气流作用在大气上的压力所造成的。实际上,喷气推进发动机,无论火箭、冲压喷气、或者涡轮喷气,都是设计成加速空气流或者燃气流并将其高速排出的一种装置。当然,这样做有不同的方式。但是,在所有例子中,作用在发动机上的最终的反作用力即推力是与发动机排出的气流的质量以及气流的速度成比例的。换言之,给大量空气附加一个小速度或者给少量空气一个大速度能提供同样的推力。实用中,人们喜欢前者,因为降低喷气速度能得到更高的推进效率。 喷气推进的几种方式 不同类型的喷气发动机,无论冲压喷气、脉冲喷气、燃气轮机、涡轮/冲压喷气或者涡轮-火箭,其差别仅在于“推力提供者”即发动机供应能量并将能量转换成飞行动力的方式。 冲压喷气发动机实际上是一种气动热力涵道。它没有任何主要旋转零件,只包含一个扩张形进气涵道和一个收敛形或者收敛-扩张形出口。当由外部能源强迫其向前运动时,空气被迫进入进气道。当它流过这一扩散形涵道时,其速度或动能降低,而压力能增加。尔后,靠燃油的燃烧来增加其总能量,膨胀的燃气通过出口涵道高速排入大气。冲压喷气发动机常作为导弹和靶机的动力装置,但单纯的冲压喷气发动机不适于作为普通飞机动力装置,因为在它产生推力前,要求向它施加向前的运动。 脉冲喷气发动机采用间歇燃烧原理。与冲压喷气发动机不同,它能在静止状态工作。这种发动机是由类似冲压喷气发动机的一种空气动力涵道构成。它的压力较高,结构比较坚实。进气涵道有许多进气“活门”,在弹簧拉力作用下处于打开位置,通过打开的活门空气进入燃烧室,并靠燃烧喷入燃烧室中去的燃油得到加热,由此引起的膨胀使压力升高,迫使活门关闭,然后膨胀的燃气向后喷出;排气造成降压,使活门重新开启。这种过程周而复始。脉冲喷气发动机曾经被设计成直升机旋翼的推进装置,有的还通过精心设计涵道来控制共振循环的压力变化而省去了进气活门。但脉冲喷气发动机不适于作为飞机动力装置,因为它的油耗高,又无法达到现代燃气涡轮发动机的性能。 火箭发动机虽然也属于喷气发动机,但它们有重大区别。即火箭发动机不用大气作为推进流体,而用它携带的液态燃料或化学分解而形成的燃料与氧气剂的燃烧来产生它自己的推进流体,从而能在地球大气层外工作,但因此它也只适用工作时间很短的情况. 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。它从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”。涡轮发动机的机械布局比较简单,因为它只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或者若干个燃烧室。然而,并非这种发动机的所有方面都具有这种简单性,因为热力和气动力问题是比较复杂的。这些问题是由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流、以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成的。 飞机速度低于大约450英里/小时(724公里/小时)时,纯喷气发动机的效率低于螺旋桨型发动机的效率,因为它的推进效率在很大程度上取决于它的飞行速度;因而,纯涡轮喷气发动机最适合较高的飞行速度。然而,由于螺旋桨的高叶尖速度造成的气流扰动,在350英里/小时(563公里/小时)以上时螺旋桨效率迅速降低。这些特性使得一些中等速度飞行的飞机不用纯涡轮喷气装置而采用螺旋桨和燃气涡轮发动机的组合 -- 涡轮螺旋桨式发动机。 螺旋桨/涡轮组合的优越性在一定程度上被内外涵发动机、涵道风扇发动机和桨扇发动机的引入所取代。这些发动机比纯喷气发动机流量大而喷气速度低,因而,其推进效率与涡轮螺旋桨发动机相当,超过了纯喷气发动机的推进效率。 涡轮/冲压喷气发动机将涡轮喷气发动机(它常用于马赫数低于3的各种速度)与冲压喷气发动机结合起来,在高马赫数时具有良好的性能。这种发动机的周围是一涵道,前部具有可调进气道,后部是带可调喷口的加力喷管。起飞和加速、以及马赫数3以下的飞行状态下,发动机用常规的涡轮喷气式发动机的工作方式;当飞机加速到马赫数3以上时,其涡轮喷气机构被关闭,气道空气借助于导向叶片绕过压气机,直接流入加力喷管,此时该加力喷管成为冲压喷气发动机的燃烧室。这种发动机适合要求高速飞行并且维持高马赫数巡航状态的飞机,在这些状态下,该发动机是以冲压喷气发动机方式工作的。 涡轮/火箭发动机与涡轮/冲压喷气发动机的结构相似,一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机,而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度,在燃气进入涡轮前,需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释,残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻,但是,其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
2023-08-12 14:04:001

车子运行的原理是什么?具体是如何能量转换的?

转为动能
2023-08-12 14:04:084

谁能介绍一下喷气式发动机的工作原理?

你就不能百度一下嘛
2023-08-12 14:05:103

内燃机的能量转化原理要详细点

内燃机的能量转化原理: 1、吸气冲程:进气阀打开,活塞向下运动,燃油和空气的混合物进入汽缸,当活塞运动至最低时进气阀关闭,吸气冲程的作用为机械能转化为内能。 2、压缩冲程:进气阀与排气阀都关闭,活塞向上运动,燃油和空气的混合气体被压缩,当活塞运动至最顶部时压缩冲程结束,压缩冲程作用为将机械能转化为内能。 3、做功冲程:火花点燃混和气体,燃烧的气体急剧膨胀,推动活塞下行,做功冲程作用为内能转化为机械能。 4、排气冲程:排气阀打开,活塞向上运动,将燃烧后的废气排出,当活塞运动至最顶部时排气阀关闭,排气冲程作用为排出废气。
2023-08-12 14:05:281

喷气机起飞的原理是什么?

使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力的发动机。喷气式飞机和火箭都使用这种发动机。喷气发动机原理及若干工作方式 喷气推进原理 气推进是伊萨克·牛顿(Isaac Newton)爵士的第三运动定律的实际应用。该定律表述为:“作用在一物体上的每一个力都有一方向相反大小相等的反作用力。”就飞机推进而言,“物体”是通过发动机时受到加速的空气。产生这一加速度所需的力有一大小相等方向相反的反作用力作用在产生这一加速度的装置上。喷气发动机用类似于发动机/螺旋桨组合的方式产生推力。二者均靠将大量气体向后推来推进飞机,一种是以比较低速的大量空气滑流的形式,而另一种是以极高速的燃气喷气流形式。这一同样的反作用原理出现于所有运动形式之中,通常有许多应用方式。喷气反作用最早的著名例子是公元前120年作为一种玩具生产的赫罗的发动机。这种玩具表明从喷嘴中喷出的水蒸气的能量能够把大小相等方向相反的反作用力传给喷嘴本身,从而引起发动机旋转。类似的旋转式花园喷灌器是这一原理更为实用的一个例子。这种喷灌器借助于作用于喷水嘴的反作用力旋转。现代灭火设备的高压喷头是“喷流反作用”的一个例子。由于水喷流的反作用力,一个消防员经常握不住或控制不了水管。也许,这一原理的最简单的表演是狂欢节的气球,当它放出空气或气体时,它便沿着与喷气相反的方向急速飞走。喷气反作用绝对是一种内部现象。它不象人们经常想象的那样说成是由于喷气流作用在大气上的压力所造成的。实际上,喷气推进发动机,无论火箭、冲压喷气、或者涡轮喷气,都是设计成加速空气流或者燃气流并将其高速排出的一种装置。当然,这样做有不同的方式。但是,在所有例子中,作用在发动机上的最终的反作用力即推力是与发动机排出的气流的质量以及气流的速度成比例的。换言之,给大量空气附加一个小速度或者给少量空气一个大速度能提供同样的推力。实用中,人们喜欢前者,因为降低喷气速度能得到更高的推进效率。喷气推进的几种方式不同类型的喷气发动机,无论冲压喷气、脉冲喷气、燃气轮机、涡轮/冲压喷气或者涡轮-火箭,其差别仅在于“推力提供者”即发动机供应能量并将能量转换成飞行动力的方式。冲压喷气发动机实际上是一种气动热力涵道。它没有任何主要旋转零件,只包含一个扩张形进气涵道和一个收敛形或者收敛-扩张形出口。当由外部能源强迫其向前运动时,空气被迫进入进气道。当它流过这一扩散形涵道时,其速度或动能降低,而压力能增加。尔后,靠燃油的燃烧来增加其总能量,膨胀的燃气通过出口涵道高速排入大气。冲压喷气发动机常作为导弹和靶机的动力装置,但单纯的冲压喷气发动机不适于作为普通飞机动力装置,因为在它产生推力前,要求向它施加向前的运动。脉冲喷气发动机采用间歇燃烧原理。与冲压喷气发动机不同,它能在静止状态工作。这种发动机是由类似冲压喷气发动机的一种空气动力涵道构成。它的压力较高,结构比较坚实。进气涵道有许多进气“活门”,在弹簧拉力作用下处于打开位置,通过打开的活门空气进入燃烧室,并靠燃烧喷入燃烧室中去的燃油得到加热,由此引起的膨胀使压力升高,迫使活门关闭,然后膨胀的燃气向后喷出;排气造成降压,使活门重新开启。这种过程周而复始。脉冲喷气发动机曾经被设计成直升机旋翼的推进装置,有的还通过精心设计涵道来控制共振循环的压力变化而省去了进气活门。但脉冲喷气发动机不适于作为飞机动力装置,因为它的油耗高,又无法达到现代燃气涡轮发动机的性能。火箭发动机虽然也属于喷气发动机,但它们有重大区别。即火箭发动机不用大气作为推进流体,而用它携带的液态燃料或化学分解而形成的燃料与氧气剂的燃烧来产生它自己的推进流体,从而能在地球大气层外工作,但因此它也只适用工作时间很短的情况.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。它从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”。涡轮发动机的机械布局比较简单,因为它只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或者若干个燃烧室。然而,并非这种发动机的所有方面都具有这种简单性,因为热力和气动力问题是比较复杂的。这些问题是由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流、以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成的。   飞机速度低于大约450英里/小时(724公里/小时)时,纯喷气发动机的效率低于螺旋桨型发动机的效率,因为它的推进效率在很大程度上取决于它的飞行速度;因而,纯涡轮喷气发动机最适合较高的飞行速度。然而,由于螺旋桨的高叶尖速度造成的气流扰动,在350英里/小时(563公里/小时)以上时螺旋桨效率迅速降低。这些特性使得一些中等速度飞行的飞机不用纯涡轮喷气装置而采用螺旋桨和燃气涡轮发动机的组合 -- 涡轮螺旋桨式发动机。   螺旋桨/涡轮组合的优越性在一定程度上被内外涵发动机、涵道风扇发动机和桨扇发动机的引入所取代。这些发动机比纯喷气发动机流量大而喷气速度低,因而,其推进效率与涡轮螺旋桨发动机相当,超过了纯喷气发动机的推进效率。   涡轮/冲压喷气发动机将涡轮喷气发动机(它常用于马赫数低于3的各种速度)与冲压喷气发动机结合起来,在高马赫数时具有良好的性能。这种发动机的周围是一涵道,前部具有可调进气道,后部是带可调喷口的加力喷管。起飞和加速、以及马赫数3以下的飞行状态下,发动机用常规的涡轮喷气式发动机的工作方式;当飞机加速到马赫数3以上时,其涡轮喷气机构被关闭,气道空气借助于导向叶片绕过压气机,直接流入加力喷管,此时该加力喷管成为冲压喷气发动机的燃烧室。这种发动机适合要求高速飞行并且维持高马赫数巡航状态的飞机,在这些状态下,该发动机是以冲压喷气发动机方式工作的。   涡轮/火箭发动机与涡轮/冲压喷气发动机的结构相似,一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机,而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度,在燃气进入涡轮前,需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释,残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻,但是,其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
2023-08-12 14:05:541

汽车发动机热空气供给装置的工作原理是什么?

原理就是给发动机提供新鲜空气,由空气滤芯器,进气管,节气门体,进气歧管,大概就这么多
2023-08-12 14:06:4410

飞机的动力来自发动机,发动机是如何推动飞机前进的?喷气发动机和涡扇发动机都是一样的原理吗?

让飞机起飞 有两个力 发动机是推动力 上升力是靠飞机机翼
2023-08-12 14:07:113

飞机发动机的压气机工作原理??

涡轮喷气发动机按照“工作循环”工作。它从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”。涡轮发动机的机械布局比较简单,因为它只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或者若干个燃烧室。然而,并非这种发动机的所有方面都具有这种简单性,因为热力和气动力问题是比较复杂的。这些问题是由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流、以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成的。
2023-08-12 14:07:211

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
2023-08-12 14:07:441

空气发动机 原理?

空气发动机的bai原理是:1.它的du引擎采用压缩技zhi术,把空气压缩后储存dao在一个汽缸内zhuan。引擎接上电源充气shu4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。
2023-08-12 14:07:594

空气动力学的原理是什么?

利用空气膨胀做工,才算空气学。
2023-08-12 14:08:262

飞机发动机工作原理

飞行器发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力,是飞行器的心脏。自从飞机问世以来的几十年中,发动机得到了迅速的发展,从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机,到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机,还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等,时至今日,飞行器发动机已经形成了一个种类繁多,用途各不相同的大家族。   飞行器发动机常见的分类原则有两种:按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。按发动机是否须空气参加工作,飞行器发动机可分为两类,大约如下所示:   吸空气发动机简称吸气式发动机,它必须吸进空气作为燃料的氧化剂(助燃剂),所以不能到稠密大气层之外的空间工作,只能作为航空器的发动机。一般所说的航空发动机即指这类发动机。如根据吸气式发动机工作原理的不同,吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。   火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机,航天器由于需要飞到大气层外,所以必须安装这种发动机。它也可用作航空器的助推动力。按形成喷气流动能的能源不同,火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。   按产生推进动力的原理不同,飞行器的发动机又可分为直接反作用力发动机、间接反作用力发动机两类。直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流,产生向前的反作用力来推进飞行器。直接反作用力发动机又叫喷气式发动机,这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机,脉动喷气式发动机,火箭喷气式发动机等。   间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功,使空气加速向后(向下)流动时,空气对螺旋桨(旋翼)产生反作用力来推进飞行器。这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力,也有间接反作用力,但常将其划归直接反作用力发动机一类,所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。 活塞式发动机   航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸)内燃烧,膨胀作功的机械。活塞式发动机必须带动螺旋桨,由螺旋桨产生推(拉)力。所以,作为飞机的动力装置时,发动机与螺旋桨是不能分割的。 (一)活塞式发动机的主要组成    主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。 气缸是混合气(汽油和空气)进行燃烧的地方。气缸内容纳活塞作往复运动。气缸头上装有点燃混合气的电火花塞(俗称电嘴),以及进、排气门。发动机工作时气缸温度很高,所以气缸外壁上有许多散热片,用以扩大散热面积。气缸在发动机壳体(机匣)上的排列形式多为星形或V形。常见的星形发动机有5个、7个、9个、14个、18个或24个气缸不等。在单缸容积相同的情况下,气缸数目越多发动机功率越大。活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动,并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。连杆用来连接活塞和曲轴。 曲轴是发动机输出功率的部件。曲轴转动时,通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。除此而外,曲轴还要带动一些附件(如各种油泵、发电机等)。气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。 (二)活塞式发动机的工作原理   活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。活塞式航空发动机大多是四冲程发动机,即一个气缸完成一个工作循环,活塞在气缸内要经过四个冲程,依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。   发动机开始工作时,首先进入“进气冲程”,气缸头上的进气门打开,排气门关闭,活塞从上死点向下滑动到下死点为止,气缸内的容积逐渐增大,气压降低——低于外面的大气压。于是新鲜的汽油和空气的混合气体,通过打开的进气门被吸入气缸内。混合气体中汽油和空气的比例,一般是 1比 15即燃烧一公斤的汽油需要15公斤的空气。   进气冲程完毕后,开始了第二冲程,即“压缩冲程”。这时曲轴靠惯性作用继续旋转,把活塞由下死点向上推动。这时进气门也同排气门一样严密关闭。气缸内容积逐渐减少,混合气体受到活塞的强烈压缩。当活塞运动到上死点时,混合气体被压缩在上死点和气缸头之间的小空间内。这个小空间叫作“燃烧室”。这时混合气体的压强加到十个大气压。温度也增加到摄氏4OO度左右。压缩是为了更好地利用汽油燃烧时产生的热量,使限制在燃烧室这个小小空间里的混合气体的压强大大提高,以便增加它燃烧后的做功能力。 当活塞处于下死点时,气缸内的容积最大,在上死点时容积最小(后者也是燃烧室的容积)。混合气体被压缩的程度,可以用这两个容积的比值来衡量。这个比值叫“压缩比”。活塞航空发动机的压缩比大约是5到8,压缩比越大,气体被压缩得越厉害,发动机产生的功率也就越大。   压缩冲程之后是“工作冲程”,也是第三个冲程。在压缩冲程快结束,活塞接近上死点时,气缸头上的火花塞通过高压电产生了电火花,将混合气体点燃,燃烧时间很短,大约0.015秒;但是速度很快,大约达到每秒30米。气体猛烈膨胀,压强急剧增高,可达6O到75个大气压,燃烧气体的温度到摄氏2000到250O度。燃烧时,局部温度可能达到三、四千度,燃气加到活塞上的冲击力可达15吨。活塞在燃气的强大压力作用下,向下死点迅速运动,推动连杆也门下跑,连杆便带动曲轴转起来了。   这个冲程是使发动机能够工作而获得动力的唯一冲程。其余三个冲程都是为这个冲程作准备的。   第四个冲程是“排气冲程”。工作冲程结束后,由于惯性,曲轴继续旋转,使活塞由下死点向上运动。这时进气门仍旧关闭,而排气门大开,燃烧后的废气便通过排气门向外排出。 当活塞到达上死点时,绝大部分的废气已被排出。然后排气门关闭,进气门打开,活塞又由上死点下行,开始了新的一次循环。   从进气冲程吸入新鲜混合气体起,到排气冲程排出废气止,汽油的热能通过燃烧转化为推动活塞运动的机械能,带动螺旋桨旋转而作功,这一总的过程叫做一个“循环”。这是一 种周而复始的运动。由于其中包含着热能到机械能的转化,所以又叫做“热循环”。   活塞航空发动机要完成四冲程工作,除了上述气缸、活塞、联杆、曲轴等构件外,还需要一些其他必要的装置和构件。   (三)活塞式航空发动机的辅助工作系统   发动机除主要部件外,还须有若干辅助系统与之配合才能工作。主要有进气系统(为了改善高空性能,在进气系统内常装有增压器,其功用是增大进气压力)、燃油系统、点火系统(主要包括高电压磁电机、输电线、火花塞)、起动系统(一般为电动起动机)、散热系统和润滑系统等。 冲压喷气发动机   冲压喷气发动机是一种利用迎面气流进入发动机后减速,使空气提高静压的一种空气喷气发动机。它通常由进气道(又称扩压器)、燃烧室、推进喷管三部组成。冲压发动机没有压气机(也就不需要燃气涡轮),所以又称为不带压气机的空气喷气发动机。   这种发动机压缩空气的方法,是靠飞行器高速飞行时的相对气流进入发动机进气道中减速,将动能转变成压力能(例如进气速度为3倍音速时,理论上可使空气压力提高37倍)。冲压发动机的工作时,高速气流迎面向发动机吹来,在进气道内扩张减速,气压和温度升高后进入燃烧室与燃油(一般为煤油)混合燃烧,将温度提高到2000一2200℃甚至更高,高温燃气随后经推进喷管膨胀加速,由喷口高速排出而产生推力。冲压发动机的推力与进气速度有关,如进气速度为3倍音速时,在地面产生的静推力可以超过2OO千牛。   冲压发动机的构造简单、重量轻、推重比大、成本低。但因没有压气机,不能在静止的条件下起动,所以不宜作为普通飞机的动力装置,而常与别的发动机配合使用,成为组合式动力装置。如冲压发动机与火箭发动机组合,冲压发动机与涡喷发动机或涡扇发动机组合等。安装组合式动力装置的飞行器,在起飞时开动火箭发动机、涡喷或涡扇发动机,待飞行速度足够使冲压发动机正常工作的时,再使用冲压发动机而关闭与之配合工作的发动机;在着陆阶段,当飞行器的飞行速度降低至冲压发动机不能正常工作时,又重新起动与之配合的发动机。如果冲压发动机作为飞行器的动力装置单独使用时,则这种飞行器必须由其他飞行器携带至空中并具有一定速度时,才能将冲压发动机起动后投放。冲压发动机或组合式冲压发动机一般用于导弹和超音速或亚音速靶机上。按应用范围划分,冲压发动机分为亚音速、超音速、高超音速三类。 一、亚音速冲压发动机   亚音速冲压发动机使用扩散形进气道和收敛形喷管,以航空煤油为燃料。飞行时增压比不超过 1.89,飞行马赫数小于 O.5时一般不能正常工作。亚音速冲压发动机用在亚音速航空器上,如亚音速靶机。   二、超音速冲压发动机   超音速冲压发动机采用超音速进气道(燃烧室入口为亚音速气流)和收敛形或收敛扩散形喷管,用航空煤油或烃类燃料。超音速冲压发动机的推进速度为亚音速~6倍音速,用于超音速靶机和地对空导弹(一般与固体火箭发动机相配合)。   三、高超音速冲压发动机   这种发动机燃烧在超音速下进行,使用碳氢燃料或液氢燃料,飞行马赫数高达5~16,目前高超音速冲压发动机正处于研制之中。 由于超音速冲压发动机的燃烧室入口为亚音速气流,也有将前两类发动机统称为亚音速冲压发动机,而将第三种发动机称为超音速冲压发动机。 脉动喷气发动机    脉动喷气发动机是喷气发动机的一种,可用于靶机,导弹或航空模型上。德国纳粹在第二次世界大战的后期,曾用它来推动V-1导弹,轰炸过伦敦。这种发动机的结构如图所示,它的前部装有单向活门,之后是含有燃油喷嘴和火花塞的燃烧室,最后是特殊设计的长长的尾喷管。   脉动喷气发动机工作时,首先把压缩空气打入单向活门,或使发动机在空中运动,这时便有气流进入燃烧室,然后油咀喷油,火花塞点火燃烧。这时长尾喷管在燃气喷出后,由于燃气流的惯性作用,虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等,仍会继续向外喷,所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象,使压强显著降低到小于大气压,于是空气再次打开单向活门流入燃烧室,喷油点火燃烧,开始第二个循环。这样周而复始,发动机便可不断地工作了。这种发动机由进气到燃烧、排气的循环过程进行得很快,一秒钟大约可达40~50次。   脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。这些都是它的优点。但它只适于低速飞行(速度极限约为每小时64O~8O0公里),飞行高度也有限,单向活门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。 火箭发动机 火箭发动机是我国劳动人民首先创造出来的。早在唐代初年(约在七世纪)火药就出现了,南宋时代火药用来制造烟火,其中包括“起花”。大约在十三世纪制成火箭。我国古代制造的火箭和起花所用的是黑色火药。它们的工作原理和现代的固体燃料火箭是一样的。   同空气喷气发动机相比较,火箭发动机的最大特点是:它自身既带燃料,又带氧化剂,靠氧化剂来助燃,不需要从周围的大气层中汲取氧气。所以它不但能在大气层内,也可在大气层之外的宇宙真空中工作。这是任何空气喷气发动机都做不到的。目前发射的人造卫星、 月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置,都是火箭发动机。   现代火箭发动机主要分固体推进剂和液体推进剂发动机。所谓“推进剂”就是燃料(燃烧剂)加氧化剂的合称。 一、固体火箭发动机   固体火箭发动机为使用固体推进剂的化学火箭发动机。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。   固体火箭发动机由药柱、燃烧室、喷管组件和点火装置等组成。药柱是由推进剂与少量添加剂制成的中空圆柱体(中空部分为燃烧面,其横截面形状有圆形、星形等)。药柱置于燃烧室(一般即为发动机壳体)中。在推进剂燃烧时,燃烧室须承受25O0~35O0度的高温和102~2×107帕的高压力,所以须用高强度合金钢、钛合金或复合材料制造,并在药柱与燃烧内壁间装备隔热衬。   点火装置用于点燃药柱,通常由电发火管和火药盒(装黑火药或烟火剂)组成。通电后由电热丝点燃黑火药,再由黑火药点火燃药拄。   喷管除使燃气膨胀加速产生推力外,为了控制推力方向,常与推力向量控制系统组成喷管组件。该系统能改变燃气喷射角度,从而实现推力方向的改变。   药柱燃烧完毕,发动机便停止工作。   固体火箭发动机与液体火箭发动机相比较,具有结构简单,推进剂密度大,推进剂可以储存在燃烧到中常备待用和操纵方便可靠等优点。缺点是“比冲”小(也叫比推力,是发动机推力与每秒消耗推进剂重量的比值,单位为秒)。固体火箭发动机比冲在25O~300秒,工作时间短,加速度大导致推力不易控制,重复起动困难,从而不利于载人飞行。   固体火箭发动机主要用作火箭弹、导弹和探空火箭的发动机,以及航天器发射和飞机起飞的助推发动机。 二、液体火箭发动机 液体火箭发动机是指液体推进剂的化学火箭发动机。常用的液体氧化剂有液态氧、四氧化二氮等,燃烧剂由液氢、偏二甲肼、煤油等。氧化剂和燃烧剂必须储存在不同的储箱中。   液体火箭发动机一般由推力室、推进剂供应系统、发动机控制系统组成。   推力室是将液体推进剂的化学能转变成推进力的重要组件。它由推进剂喷嘴、燃烧室、喷管组件等组成,见图。推进剂通过喷注器注入燃烧室,经雾化,蒸发,混合和燃烧等过成生成燃烧产物,以高速(25O0一5000米/秒)从喷管中冲出而产生推力。燃烧室内压力可达2O0大气压(约20OMPa)、温度300O~400O℃,故需要冷却。   推进剂供应系统的功用是按要求的流量和压力向燃烧室输送推进剂。按输送方式不同,有挤压式(气压式)和泵压式两类供应系统。挤压式供应系统是利用高压气体经减压器减压后(氧化剂、燃烧剂的流量是靠减压器调定的压力控制)进入氧化剂、燃烧剂贮箱,将其分别挤压到燃烧室中。挤压式供应系统只用于小推力发动机。大推力发动机则用泵压式供应系统,这种系统是用液压泵输送推进剂。   发动机控制系统的功用是对发动机的工作程序和工作参数进行调节和控制。工作程序包括发动机起动、工作。关机三个阶段,这一过程是按预定程序自动进行的。工作参数主要指推力大小、推进剂的混合比。   液体火箭发动机的优点是比冲高(25O~5OO秒),推力范围大(单台推力在1克力~700吨力)、能反复起动、能控制推力大小、工作时间较长等。液体火箭发动机主要用作航天器发射、姿态修正与控制、轨道转移等。 涡轮喷气发动机   在第二次世界大战以前,所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力,这种发动机本身并不能产生向前的动力,而是需要驱动一副螺旋桨,使螺旋桨在空气中旋转,以此推动飞机前进。这种活塞式发动机+螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式,很少有人提出过质疑。   到了三十年代末,尤其是在二战中,由于战争的需要,飞机的性能得到了迅猛的发展,飞行速度达到700-800公里每小时,高度达到了10000米以上,但人们突然发现,螺旋桨飞机似乎达到了极限,尽管工程师们将发动机的功率越提越高,从1000千瓦,到2000千瓦甚至3000千瓦,但飞机的速度仍没有明显的提高,发动机明显感到“有劲使不上”。   问题就出在螺旋桨上,当飞机的速度达到800公里每小时,由于螺旋桨始终在高速旋转,桨尖部分实际上已接近了音速,这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降,推力下降,同时,由于螺旋桨的迎风面积较大,带来的阻力也较大,而且,随着飞行高度的上升,大气变稀薄,活塞式发动机的功率也会急剧下降。这几个因素合在一起,决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式已经走到了尽头,要想进一步提高飞行性能,必须采用全新的推进模式,喷气发动机应运而生。   喷气推进的原理大家并不陌生,根据牛顿第三定律,作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。喷气发动机在工作时,从前端吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,在此过程中,发动机向气体施加力,使之向后加速,气体也给发动机一个反作用力,推动飞机前进。事实上,这一原理很早就被应用于实践中,我们玩过的爆竹,就是依靠尾部喷出火药气体的反作用力飞上天空的。   早在1913年,法国工程师雷恩.洛兰就获得了一项喷气发动机的专利,但这是一种冲压式喷气发动机,在当时的低速下根本无法工作,而且也缺乏所需的高温耐热材料。1930年,弗兰克.惠特尔取得了他使用燃气涡轮发动机的第一个专利,但直到11年后,他的发动机在完成其首次飞行,惠特尔的这种发动机形成了现代涡轮喷气发动机的基础。 现代涡轮喷气发动机的结构 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。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种,就必须遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。因此,从产生输出能量的原理上讲,喷气式发动机和活塞式发动机是相同的,都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段,不同的是,在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的,但在喷气发动机中则是连续进行的,气体依次流经喷气发动机的各个部分,就对应着活塞式发动机的四个工作位置。   空气首先进入的是发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而压气机适应的来流速度是有一定的范围的,因而进气道的功能就是通过可调管道,将来流调整为合适的速度。在超音速飞行时,在进气道前和进气道内气流速度减至亚音速,此时气流的滞止可使压力升高十几倍甚至几十倍,大大超过压气机中的压力提高倍数,因而产生了单靠速度冲压,不需压气机的冲压喷气发动机。   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。在亚音速时,压气机是气流增压的主要部件。   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,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。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小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。
2023-08-12 14:08:481

喷气式飞机的发动机的原理是怎样的

简单点儿,就是空气进入压缩气道,和气化的航空汽油混合,在燃烧室充分燃烧,产生可让铝皮和钛合金的飞机飞起来的动力.这多简单?还要复制粘贴那么多字?
2023-08-12 14:09:001

求战斗机喷气式发动机工作原理!!越详细越好!!还有推力矢量!!!

◆压气机   压气机故名思意,就是用来压缩空气的一种机械。在喷气发动机上所使用的压气机按其结构和工作原理可以分为两大类,一类是离心式压气机,一类是轴流式压气机。离必式压气机的外形就像是一个钝角的扁圆锥体。在这个圆锥体上有数条螺旋形的叶片,当压气机的圆盘运转时,空气就会被螺旋形的叶片“抓住”,在高速旋转所带来的巨大离心力之下,空气就会被甩进压气机圆盘与压气机机匣之间的空隙,从而实现空气的增压。与离心式压气机不同,轴流式压气机是由多级风扇所构成的,其每一级都会产生一定的增压比,各级风扇的增压比相乘就是压气机的总增压比。   在现代涡扇发动机上的压气机大多是轴流式压气机,轴流式压气机有着体积小、流量大、单位效率高的优点,但在一些场合之下离心式压气机也还有用武之地,离心式压气机虽然效率比较差,而且重量大,但离心式压气机的工作比较稳定、结构简单而且单级增压比也比轴流式压气机要高数倍。比如在我国台湾的IDF上用的双转子结构的TFE1-042-70涡扇发动机上,其高压压气机就采用了四级轴流式与一级离心式的组合式压气机以减少压气机的级数。多说一句,这样的组合式压气机在涡扇发动机上用的不多,但在直升机上所使用的涡轴发动机现在一般都为几级轴流式加一级离心式的组合结构。比如国产的涡轴-6、涡轴-8发动机就是1级轴流式加1级离心式构成的组合压气机。而美国的“黑鹰”直升机上的T-700发动机其压气机为5级轴流式加上1级离心式。   压气机是涡扇发动机上比较核心的一个部件。在涡扇发动机上采用双转子结构很大程度上就是为了迎合压气机的需要。压气机的效率高低直接的影响了发动机的工作效率。目前人们的目标是提高压气机的单级增压比。比如在J-79上用的压气机风扇有17级之多,平均单级增压比为1.16,这样17级叶片的总增压比大约为12.5左右,而用在波音-777上的GE-90的压气机的平均单级增压比以提高到了1.36,这样只要十级增压叶片总增压比就可以达到23左右。而F-22的动力F-119发动机的压气机更是了的,3级风扇和6级高压压气机的总增压比就达到了25左右,平均单级增压比为1.43。平均单级增压比的提高对减少压气机的级数、减少发动机的总量、缩短发动机的总长度是大有好处的。   但随着压气机的增压比越来越高,压气机振喘和压气机防热的问题也就突现了出来。   在压气机中,空气在得到增压的同时,其温度也在上升。比如当飞机在地面起飞压气机的增压比达到25左右时,压气机的出口温度就会超过500度。而在战斗机所用的低函道比涡扇发动机中,在中低空飞行中由于冲压作用,其温度还会提高。而当压气机的总增压比达到30左右时,压气机的出口温度会达到600度左右。如此高的温度会钛合金以是难当重任,只能由耐高温的镍基合金取而代之,可是镍基合金与钛合金相比基重量太大。与是人们又开发了新型的耐高温钛合金。在波音-747的动力之一罗·罗公司的遄达800与EF-2000的动力EJ-200上就使用了全钛合金压气机。其转子重量要比使用镍基合金减重百分之三十左右。   与压气机防热的问题相比压气机振喘的问题要难办一些。振喘是发动机的一种不正常的工作状态,他是由压气机内的空气流量、流速、压力的空然变化而引发的。比如在当飞机进行加速、减速时,当飞发动机吞水、吞冰时,或当战斗机在突然以大攻飞行拉起进气道受到屏蔽进气量骤减时。都极有可能引起发动机的振喘。   在涡扇喷气发动机之初,人们就采用了在各级压气机前和风扇前加装整流叶片的方法来减少上一级压气机因绞动空气所带给下一级压气机的不利影响,以克制振喘现像的发生。而且在J-79涡喷发动机上人们还首次实现了整流叶片的可调整。可调整的整流叶片可以让发动机在更加宽广的飞行包线内正常工作。可是随着风扇、压气机的增压比一步一步的提高光是采用整流叶片的方法以是行不通了。对于风扇人们使用了宽弦风扇解决了在更广的工作范围内稳定工作的问题,而且采用了宽弦风扇之后即使去掉风扇前的整流叶片风扇也会稳定的工作。比如在F-15上的F100-PW-100其风扇前就采用了整流叶片,而F-22的F-119就由于采用了三级宽弦风扇所以风扇前也就没有了整流叶片,这样发动机的重量得以减轻,而且由于风扇前少了一层屏蔽其效率也就自然而然的提高了。风扇的问题解决了可是压气的问题还在,而且似乎比风扇的问题材更难办。因为多级的压气机都是装在一根轴上的,在工作时它的转数也是相同的。如果各级压气机在工作的时候都有自已合理的工作转数,振喘的问题也就解决了。可是到现在为止还没有听说什么国家在集中国力来研究十几、二十几转子的涡扇发动机。   在万般的无耐之后人们能回到老路上来——放气。放气是一种最简单但也最无可耐何的防振喘的方法。在很多现代化的发动上人们都保留的放气活门以备不时之须。比如在波音-747的动力JT-9D上,普·惠公司就分别在十五级的高、低压气机中的第4、9、15级上保留了三个放气活门。   ◆燃烧室与涡轮   涡扇发动机的燃烧室也就是我们上面所提到过的“燃气发生器”。经过压气机压缩后的高压空气与燃料混合之后将在燃烧室中燃烧以产生高温高压燃气来推动燃气涡轮的运转。在喷气发动机上最常用的燃烧室有两种,一种叫作环管形燃烧室,一种叫作环形燃烧室。   环管燃烧室是由数个火焰筒围成一圈所组成,在火焰筒与火焰筒之间有传焰管相连以保证各火焰筒的出口燃气压力大至相等。可是既使是如此各各火焰筒之内的燃气压力也还是不能完全相等,但各火焰筒内的微小燃气压力还不足以为患。但在各各火焰筒的出口处由于相邻的两个火焰筒所喷出的燃气会发生重叠,所以在各火焰筒的出口相邻处的温度要比别处的温度高。火焰筒的出口温度场的温度差异会给涡轮前部的燃气导向器带来一定的损害,温度高的部分会加速被烧蚀。比如在使用了八个火焰筒的环管燃烧室的JT-3D上,在火焰筒尾焰重叠处其燃气导流叶片的寿命只有正常叶片的三分之一。   与环管式燃烧室相比,环形燃烧室就没有这样的缺点。故名思意,与管环燃烧室不同,环形燃烧室的形状就像是一个同心圆,压缩空气与燃油在圆环中组织燃烧。由于环形燃烧室不像环管燃烧室那样是由多个火焰筒所组成,环形燃烧室的燃烧室是一个整体,因此环形燃烧室的出口燃气场的温度要比环管形燃烧室的温度均匀,而且环形燃烧室所需的燃油喷嘴也要比环管燃烧室的要少一些。均匀的温度场对直接承受高温燃气的燃气导流叶片的整体寿命是有好处的。   与环管燃烧室相比,环形燃烧室的优点还不止是这些。   由于燃烧室中的温度很高,所以无论环管燃烧室还是环形燃烧室都要进行一定的冷却,以保证燃烧室能更稳定的进行工作。单纯的吹风冷却早以不能适应极高的燃烧室温度。现在人们在燃烧室中最普便使用的冷却方法是全气膜冷却,即在燃烧室内壁与燃烧室内部的高温燃气之间组织起一层由较冷空气所形成的气膜来保护燃烧室的内壁。由于要形成气膜,所以就要从燃烧室壁上的孔隙中向燃烧室内喷入一定量的冷空气,所以燃烧室壁被作的很复杂,上面的开有成千上万用真空电子束打出的冷却气孔。现在大家只要通过简单的计算就可以得知,在有着相同的燃烧室容积的情况下,环形燃烧室的受热面积要比环管燃烧室的受热面积小的多。因此环形燃烧的冷却要比环管形燃烧室的冷却容易的多。在除了冷却比较容易之处,环形燃烧室的体积、重量、燃油油路设计等等与环管燃烧室相比也着优势。   但与环管燃烧室相比,环形燃烧室也有着一些不足,但这些不足不是性能上的而是制作工艺上。   首先,是环形燃烧室的强度问题。在环管燃烧室上使用的是单个体积较小的火焰筒,而环形燃烧室使用的是单个体积较大的圆环形燃烧室。随着承受高温、高压的燃烧室的直径的增大,环形燃烧室的结构强度是一大难点。   其次,由于燃烧室的工作整体环境很复杂,所以现在人们还不可能完全用计算的方法来发现、解决燃烧室所面临的问题。要暴露和解决问题进行大量的实验是唯一的方法。在环管燃烧室上,由于单个火焰筒的体积和在正常工作时所需要的空气流量较少,人们可以进行单个的火焰筒实验。而环形燃烧室是一个大直径的整体,在工作时所需要的空气流量也比较大,所以进行实验有一定的难度。在五六十年代人们进行环行燃烧室的实验时,由于没有足够的条件只能进行环形燃烧室部分扇面的实验,这种实验不可能得到燃烧室的整体数据。   但由于科技的进步,环形燃烧室的机械强度与调试问题在现如今都以经得到了比较圆满的解决。由于环形燃烧室固有的优点,在八十年代之后研发的新型涡扇发动机之上几忽使用的都是环形燃烧室。   为了更能说明两种不同的燃烧室的性能差异,现在我们就以同为普·惠公司所出品的使用环管形燃烧室的第一代涡扇发动机JT-3D与使用了环形燃烧室的第二代涡扇发动机JT-9D来作一个比较。两种涡扇发动同为双转子前风扇无加力设计,不过推力差异比较大,JT-3D是8吨级推力的中推发动机,而JT-9D-59A的推力高达24042公斤,但这样的差异并不妨碍我们对它们的燃烧室作性能上的比较。首先是两种燃烧室的几何形状,JT-9D-3A的直径和长度分别为965毫米和627毫米,而JT-3D-3B的直径是1020.5毫米、长度是1070毫米。很明显,JT-9D的环形燃烧室要比JT-3D的环管燃烧室的体积小。JT-9D-3A只有20个燃油喷嘴,而JT-3D-3B的燃油喷嘴多达四十八个。燃烧效率JT-3D-3B为0.97而JT-9D-3A比他要高两个百分点。JT-3D-3B八个火焰筒的总表面积为3.579平方米,而JT-9D-3A的火焰筒表面积只有2.282平方米,火焰筒表面积的缩小使得火焰筒的冷却结构可以作到简单、高效,因此JT-9D的火焰筒壁温度得以下降。JT-3D-3B的火焰筒壁温度为700~900度左右,而JT-9D-3A的火焰筒壁温度只有600到850度左右。JT-9D的火焰筒壁温度没有JT-3D-3B的高,可是JT-9D-3A的燃烧室出口温度却高达1150度,而JT-3D-3B的燃烧室出口温度却只有943度。以上所列出的几条足以能说明与环管燃烧室相比环形燃烧室有着巨大的性能优势。   在燃烧室中产生的高温高压燃气道先要经过一道燃气导向叶片,高温高压燃气在经过燃气导向叶片时会被整流,并被赋予一定的角度以更有效率的来冲击涡轮叶片。其目地就是为了推动涡轮,各级涡轮会带动风扇和压气机作功。在涡扇发动机中,涡轮叶片和燃气导向叶片将要直接的承受高温高压燃气的冲刷。普通的金属材料跟本无法承受如此刻克的工作环境。因此燃气导向叶片和涡轮叶片还有联接涡轮叶片的涡轮盘都必需是极耐高温的合金材料。没有深厚的基础科学研究,高性能的涡轮研制也就无从谈起。现今有实力来研制高性能涡轮的国家都无不把先进的涡轮盘和涡轮叶片的材料配方和制作工艺当作是最高极密。也正是这个小小的涡轮减缓了一些国家成为航空大国的步伐。   众所周知,提高涡轮进口温度是提高涡扇发动机推力的有效途径,所以在军用涡扇发动机上,人们都在不遗余力的来提高涡轮的进口涡度以使发动机用更小的体积和重量来产生更大的推力。苏-27的动力AL-37F涡扇发动机的涡轮进口温度以高达1427度,而F-22的运力F-119涡扇发动机其涡轮前进口温度更是达到了1700度的水平。在很多文章上提到如果要想达到更高的涡轮口进气温度,在现今陶瓷涡轮还未达到真正实际应用水平的情况下,只能采用更高性能的耐高温合金。其实这是不切确的。提高涡轮的进口温度并非只有采用更加耐高温的材料这一种途径。早在涡扇发动机诞生之初,人们就想到了用涂层的办法来提高涡轮叶片的耐烧上涂一层耐烧蚀的表面涂层来延长涡轮叶片的使用寿命。在JT-3D的涡轮叶片上普惠公司就用扩散渗透法在涡轮叶片上“镀”上一层铝、硅涂层。这种扩散渗透法与我们日常应用的手工钢锯条的渗碳工艺有点类似。经过了扩散渗透铝、硅的JT-3D一级涡轮叶片其理论工作寿命高达15900小时。   当涡轮工作温度进一步升高之后,固体渗透也开始不能满足越来越高的耐烧蚀要求。首先是固体渗透法所产生的涂层不能保证其涂层的均匀,其次是用固体渗透法得出的涂层容易脱落,其三经过固体渗透之后得出的成品由于涂层不匀会产生一定的不规则变形(一般来说经过渗透法加工的零件其外形尺寸都有细小的放大)。   针对固体渗透法的这些不足,人们又开发了气体渗透法。所谓气体渗透就是用金属蒸气来对叶片进行“蒸煮”在“蒸煮”的过程中各种合金成分会渗透到叶片的表层当中去和叶片表层紧密结合并改变叶片表层的金属结晶结构。和固体渗透法相比,气体渗透法所得到的涂层质量有了很大提高,其被渗透层可以作的极均匀。但气体渗透法的工艺过程要相对复杂很多,实现起来也比较的不容易。但在对涡轮叶片的耐热蚀要求越来越高的情况下,人们还是选择了比较复杂的气体渗透法,现如今的涡轮风扇中的涡轮叶片大都经过气体渗透来加强其表面的耐烧蚀。   除了涂层之外,人们还要用较冷的空气来对涡轮叶片进行一定的冷却,空心气冷叶片也就随之诞生了。最早的涡扇发动机--英国罗·罗公司的维康就使用了空心气冷叶片。与燃烧室相比因为涡轮是转动部件,因此涡轮的气冷也就要比燃烧室的空气冷却要复杂的多的多。除了在燃烧室中使用的气薄冷却之外在涡轮的燃气导向叶片和涡轮叶片上大多还使用了对流冷却和空气冲击冷却。   对流冷却就是在空心叶片中不停有冷却气在叶片中流动以带走叶片上的热量。冲击冷却其实是一种被加强了的对流冷却,即是一股或多股高速冷却气强行喷射在要求被冷却的表面。冲击冷却一般都是用在燃气导向叶片和涡轮叶片的前缘上,由空心叶片的内部向叶片的前缘喷射冷却气体以强行降温。冲击冷却后的气体会从燃气导向叶片和涡轮叶片前缘上的的孔、隙中流出在燃气的带动下在叶片的表面形成冷却气薄。但开在叶片前缘上使冷却气流出的孔、隙会让叶片更加难以制造,而且开在叶片前缘上的孔隙还会使应力极中,对叶片的寿命产生负面影响。可是由于气薄冷却要比对流冷却的效果好上很多,所以人们还是要不惜代价的在叶片上采用气薄冷却。   从某种意义上来说,在燃气导向叶片和涡轮叶片上使用更科学理合理的冷却方法可能要比开发更先进的耐高温合金更重要一些。因为空心冷却要比开发新合金投资更少,见效更快。现在涡轮进口温度的提升其一半左右的功劳要归功于冷却技术的提高。现如今在各式涡扇发动机的涡轮前进口温度中要有200度到350度的温度被叶片冷却技术所消化,所以说涡轮工作温度的提高叶片冷却技术功不可没。   其实在很多军事爱好者的眼中,涡轮的问题似乎只是一个耐高温材料的问题。其实涡轮问题由于其工作环境的特殊性它的难点不只是在高温上。比如,由于涡轮叶片和涡轮机匣在高温工作时由于热涨冷缩会产生一定的变形,由这些变形所引起的涡轮叶片与机匣径向间隙过大的问题,径向间隙的变大会引起燃气泄露而级大的降底涡轮效率。还有薄薄的涡轮机匣在高温工作时产生的扭曲变形;低压涡轮所要求的大功率与低转数的矛盾;提高单级涡轮载荷后涡轮叶片的根部强度等等。除了这些设计上的难题之外,更大的难题则在于涡轮部件的加工工艺。比如进行涡轮盘粉末合金铸造时的杂质控制、涡轮盘进行机器加工时的轴向进给力的控制、对涡轮盘加工的高精度要求、涡轮叶片合金精密铸造时的偏析、涡轮叶片在表面渗透加工中的变形等等,这里面的每一个问题解决不好都不可能生产出高质量、高热效率的涡轮部件。   ◆喷管与加力   尾喷管是涡扇发动机的最末端,流经风扇、压气机、燃烧室、涡轮的空气只有通过喷管排出了发动机之外才能产生真正的推力以推动飞机飞行。   涡扇发动机的排气有二部分,一部分是外函排气,一部分是内函排气。所以相应的涡扇发动机的排气方式也就分成了二种,一种是内外函的分开排气,一种是内外函的混合排气。两种排气方式各有优劣,所以在现代涡扇发动机上两种排气方式都有使用。总的来说,在高函道比的涡扇发动机上大多采有内外函分开排气,在低函道比的战斗机涡扇发动机上都采用混合排气的方式,而在中函道比的涡扇发动机上两种排气方式都有较多的使用。   对于涡扇发动机来说,函道比越高的发动机其用油也就更省推力也更大。其原因就是内函核心发动机把比较多的能量传递给了外函风扇。在混合排气的涡扇发动机中,内函较热的排气会给外函较冷的排气加温,进一步的用气动--热力过程把能量传递给外函排气。所以从理论上来说,内外函的混合排气会提高推进效率使燃油消耗进一步降低,而且在实际上由于混合排气可以降底内函较高排气速度,所以在当飞机起降时还可以降低发动机的排气噪音。可是在实际操作的过程中,高函道的涡扇发动机几乎没有使用混合排气的例子,一般都采用可以节省重量的短外函排气。   进行内外函的混合排气到目前为止只有两种方法一种是使用排气混合器,一种是使用长外函道进行内外函排气的混合。在使用排气混合器时,发动机会增加一部分排气混合器的重量,而且由于排气要经过排气混合器所以发动机的排气会产生一部分总压损失,这两点不足完全可以抵消掉混合排气所带来的好处。而长外函排气除了要付出重量的代价之外其排气的混合也不是十分的均匀。所以除了在战斗机上因结构要求而采用外则很少有采用。   在战斗机上除了有长外函进行内外函空气混合之外一般都还装有加力装置来提高发动机的最大可用推力。   所谓加力就是在内函排气和外函排气中再喷入一定数量的燃油进行燃烧,以燃油的损失来换取短时间的大推力。到目前为此只有在军用飞机和极少数要求超音速飞行的民用飞机上使用了加力。由于各种飞机的使命不同对加力燃料的要求也是不同的。比如对于纯粹的截击战斗机如米格-25来说,在进行战斗起飞时,其起飞、爬升、奔向战区、空战等等都要求发动机用最大的推力来驱动飞机。其战斗起飞时使用加力的时间差不多达到了整个飞行时间的百分之五十。而对于F-15之类的空优战斗机来说在作战起飞时只有在起飞和进行空中格斗时使用加力,因此其加力的使用使时长只占其飞行时间的百分之十不到。而在执行纯粹的对地攻击任务时其飞机要求时用加力的时间连百分之一都不到,所以在强击机上干脆就不安装加力装置以减少发动机的重量和长度。   加力燃烧是提高发动机推重比的一个重要手段。现在我们所说的战斗机发动机的推重比都是按照加力推力来计算的。如果不按照加力推力来计算F-100-PW-100的推重比只有4.79连5都没有达到!为了提高发动机的最大推力,人们现在一般都在采用内外函排气同时参与加力燃烧的混合加力。   但当加力燃烧在大幅度的提高发动机的推力的时候,所负出的代价就是燃油的高消耗。还是以F-100-PW-100为例其在全加力时的推力要比无加力时的最大推力高百分之六十六,可是加力的燃油消耗却是无加力时的百分之二百八十一。这样高的燃油消耗在起飞和进行空中格斗时还可以少少的使用一下,如要进行长时间的超音速飞行的话飞机的作战半径将大大缩短。   针对涡扇发动机高速性能的不足,人们又提出了变循环方案和外函加力方案。所谓变循环就是涡扇发动机的函道比在一定的范围内可调。比如与F-119竞争F-22动力的YF-120发动机就是一种变循环涡扇发动机。他的函道比可以0~0.25之间可调。这样就可以在要求高航速的时候把函道比缩至最小,使涡扇发动机变为高速性能好的涡喷发动机。但由于变循环发动机技术复杂,要增加一部分重量,而且费用高、维护不便,于是YF-120败与F-119手下。   由于混合加力要求内外函排气都参与加力燃烧,这样所需要的燃油也较多,于是人们又想到了内外函分开排气,只使用外函排气参加加力燃料的方案。但外函排气的温度比较低,所以组织燃烧相对的困难。目前只有少数使用,通常是要求长时间开加力的发动机才会采用这种结构
2023-08-12 14:09:541

涡喷发动机工作原理?

涡轮喷气发动机的工作原理并不复杂,涡轮喷气发动机的核心部件是燃烧发生器,由压气机,燃烧室,涡轮组成。首先气体由进气道经压气机压缩后进入燃烧室,在燃烧室内点火燃烧,燃烧气体激烈膨胀向后经拉瓦尔喷管喷出,喷出气体一部分能量用于提供动力,一部分能量用于带动涡轮旋转,而压气机的动力就是来源于涡轮的旋转。涡轮喷气发动机相对于活塞发动机的耗油率要大,但涡轮喷气发动机的功率要比活塞发动机的功率大的多,由于活塞发动机的功率不足以突破音障,所以超音速飞机都采用喷气式发动机
2023-08-12 14:10:032

飞机发动机工作原理

航空发动机推进系统按其组成和工作原理可分为两大类:直接反作用推进系统和间接反作用推进系统。一、直接反作用推进系统:发动机直接将工质加速产生反作用推力,属于这类的航空发动机有涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机和冲压喷气发动机;二、间接反作用推进系统:发动机只将燃料燃烧产生的化学 能转换成有效功率,以轴功率形式输出,推理则要靠专门的推进器产生。推进器有飞机的螺旋桨和直升机的旋翼。属于这类的反动机有活塞式、涡轮螺旋桨、浆扇和涡轮轴发动机,航空电动机。航空发动机又可以分为活塞式发动机和空气喷气式发动机两大类。空气发动机又可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不到压气机的冲压发动机。现在航空发动机主要又以喷气式发动机应用最为广泛, 喷气式发动机是一个总称 它包含很多种 在航天领域 主要使用的是冲压喷气发动机 和 涡轮喷气发动机冲压发动机由进气道(也称扩压器)、燃烧室、推进喷管三部组成,比涡轮喷气发动机简单得多。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。这一过程不需要高速旋转的复杂的压气机,是冲压喷气发动机最大的优势所在。进气速度为3倍音速时,理论上可使空气压力提高37倍,效率很高。高速气流经扩张减速,气压和温度升高后,进入燃烧室与燃油混合燃烧。燃烧后温度为2000一2200℃,甚至更高,经膨胀加速,由喷口高速排出,产生推力。因此,冲压发动机的推力与进气速度有关。以3倍音速进气时,在地面产生的静推力可高达2OO千牛。 冲压喷气发动机目前分为亚音速、超音速、高超音速三类。亚音速冲压发动机以航空煤油为燃料,采用扩散形进气道和收敛形喷管,飞行时增压比不超过1.89。马赫数小于O.5时一般无法工作。超音速冲压发动机采用超音速进气道,燃烧室入口为亚音速气流,采用收敛形或收敛扩散形喷管。用航空煤油或烃类作为燃料。推进速度为亚音速~6倍音速,用于超音速靶机和地对空导弹。高超音速冲压发动机使用碳氢燃料或液氢燃料,是一种新颖的发动机,飞行马赫数高达5~16。目前尚处于研制阶段。前两类发动机统称为亚音速冲压发动机,最后一种称为超音速冲压发动机。 我们现在做飞机看到的一般都是后者 涡轮喷气发动机 1930年,英国人弗兰克·惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利,这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。11年后他设计的发动机首次飞行,从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。涡轮喷气发动机的原理 涡轮喷气发动机简称涡喷发动机,通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。 涡喷发动机属于热机,做功原则同样为:高压下输入能量,低压下释放能量。 工作时,发动机首先从进气道吸入空气。这一过程并不是简单的开个进气道即可,由于飞行速度是变化的,而压气机对进气速度有严格要求,因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。 压气机顾名思义,用于提高吸入的空气的的压力。压气机主要为扇叶形式,叶片转动对气流做功,使气流的压力、温度升高。随后高压气流进入燃烧室。燃烧室的燃油喷嘴射出油料,与空气混合后点火,产生高温高压燃气,向后排出。 高温高压燃气向后流过高温涡轮,部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,驱动涡轮旋转。由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上,因此也驱动压气机旋转,从而反复的压缩吸入的空气。 从高温涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速从尾部喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,从而产生了对发动机的反作用推力,驱使飞机向前飞行。
2023-08-12 14:10:221

发动机的原理是什么呀?

试问是哪种发动机?航空发动机,还是柴油机,汽轮机,蒸汽发动机?
2023-08-12 14:10:313

汽车发动机工作时,能量的转化是怎样的

1.活塞在顶部开始,进气阀打开,活塞往下运动,吸入油气混合气 2.活塞往顶部运动来压缩油气混合气,使得爆炸更有威力。 3.当活塞到达顶部时,火花塞放出火花来点燃油气混合气,爆炸使得活塞再次向下运动。 4.活塞到达底部,排气阀打开,活塞往上运动,尾气从汽缸由排气管排出。 注意:内燃机最终产生的运动是转动的,活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动,这样才能驱动汽车轮胎。
2023-08-12 14:11:012

飞机发动机工作原理

1、活塞式航空发动机的原理利用气缸运动做功和压缩来输出。气缸向下运动时,空气被压缩成很小的体积,根据能量守恒,空气温度会升高。此时,在气缸内喷入燃油,再打个电火花,燃油会突然进行剧烈燃烧。燃烧后空气温度升高,体积变大,推动活塞向外运动。活塞带动大质量轮盘转动。轮盘被推动后,会在惯性作用下继续推动活塞向气缸内运动,对空气进行压缩。如此反复。2、涡轮式航空发动机的原理是压缩气体点火燃烧气体变成高温燃气实现起飞。压气机由多级叶片组成,用于吸气,并将吸入的空气进行逐级压缩,将空气变为高压气体,送入燃烧室。燃烧室内部有点火装置和喷油装置,燃油在高压空气中剧烈燃烧,给压缩空气加热,形成高温燃气。高温燃气一部分用于推动涡轮转动,一部分喷出,用于产生推力。3、冲压发动机的原理是超燃冲压发动机,在超音速气流中组织燃烧然后产生推力。从理论上来说,超燃冲压发动机能使飞行器最快飞到25马赫。与弹道导弹的最大速度接近。由于这类速度的飞行器搭载导弹之后,根本无法拦截。飞机动力装置飞机动力装置是用来产生拉力(螺旋桨飞机)或推力(喷气式飞机),使飞机前进的装置。采用推力矢量的动力装置,还可用来进行机动飞行。现代的军用飞机多数为喷气式飞机。喷气式飞机的动力装置主要分为涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机两类。
2023-08-12 14:11:421

电池动力火箭推进原理

电池动力?目前没有的,只是化学推动 火箭推进原理 火箭推进理论是航天理论的基础之一。火箭发动机是一种推进工具,它能提供强大动力,使航天器达到所需要的宇宙速度。它的工作是基于直接反作用运动的原理,这一原理特别有利于高速航行。 那么什么是直接反作用运动呢? 按照牛顿力学基本定律,两个相互作用的物体,其作用力与反作用力总是同时存在,它们的大小相等,方向相反。因此,任何一种移动,广义地说,都是反作用运动。举两个例子:一是轮船,由于船的叶轮作用在水上,水的反作用力使船前进;二是喷气式(飞机)发动机,由于发动机中的燃料燃烧,膨胀的燃气高速向后喷出,发动机便得到与燃气喷出方向相反的推力而向前运动。 以最一般的观点去研究产生推力的现象时,上述两种运动没有任何区别,它们都是在反作用力的推动下运动的。但是,从反作用力产生的特征来看,二者是有区别的:在第一个例子中,发动机本身不能引起运动,它仅是个能源,若船上有发动机而没有叶轮,那么,发动机的功率再大,船也是不能运动的。因此,除了发动机(能源)外,有着一个介于发动机和外界某物体(如本例中的水)之间的中间机构,它与外界某物体相互作用,井承受由此产生的反作用力。这种中间机构,通常称为推进器(如本例中的叶轮);在第二个例子中,没有中间机构,推力是由燃气对发动机本身的反作用产生的。我们把前一种类型的运动称为间接反作用运动,后一种类型的运动称为直接反作用运动。当然,也有直接与间接反作用运动并存的混合式,如:涡轮螺浆式发动机,发动机能量的一部分传给螺旋浆(推进器),另一部分,则产生燃气流的直接反作用运动。 喷气推进属于直接反作用运动。那么什么是喷气推进呢?将物质以气体喷射的形式从被推进的物体中喷出,这种推进方式称为喷气推进。 喷气推进所喷射的物质叫做推进剂;利用喷气推进产生推力的发动机,叫做喷气发动机。运动时,相互作用的物体,一个是发动机本身,另一个是从它内部喷出的高速气流。高速气流产生的反作用力作用于发动机本身,方向与气流方向相反,这就是推力。 喷气发动机分为两大类: 一是空气喷气发动机,它是利用大气来产生喷气射流的喷气发动机。例如:以大气中的氧气作为氧化剂,燃烧燃料产生燃气射流;或在核子热交换器中加热空气,然后由喷管排出; 二是火箭发动机,它是自身携带全部喷射物质的喷气发动机。例如:带有氧化剂和燃烧剂以产生燃气射流。 火箭发动机所达到的推力和速度远远超过了一般的推进方法。这种发动机不依赖周围介质条件,在空间环境也能工作,这一特点,保证了在不同飞行速度下,发动机产生的推力不受空气接受能力的影响,而是恒定的,这也使得火箭(发动机)所能达到的飞行速度比其它任何类型发动机要高得多;其次,由于是直接反作用运动,没有中间机构,在主要的喷射通道中不存在限制工作温度的运动机构,这就决定了火箭发动机的结构简单,而所产生的推力却很大。
2023-08-12 14:11:511

内燃机的能量转化原理,要详细点!

内燃机通过进气获得了燃料,燃烧后,通过做功行程(依靠工作介质的膨胀,推动活塞)转化为机械能,之后废气被排出,并获得新的燃料,开始下一次循环过程。作为热机的一种,内燃机的能量来源是燃料燃烧产生的热,即物质蕴含的化学能先要转化为热能,再成为机械能。液体通过相态的变化(汽化)就能增加压力,而气体受热膨胀也能增大压力,因此液体和气体都理论上都可以作为工作介质使用。内燃机的工作介质多为燃料与空气混合燃烧产生的气体,在受热膨胀后,压力增大,高温高速的气体再通过一定的机械装置对外做工。对于内燃机而言,工作介质必须更换(开式循环),即排放燃烧过的气体,进入新鲜气体。扩展资料内燃机根据缸内着火方式的不同可以分为点燃式发动机和压燃式发动机。点燃式发动机具有三大结构和五大系统。三大结构分别为曲柄连杆、配气机构和机体,五大系统分别为供油、冷却、润滑、起动和点火。压燃式发动机具有三大结构和四大系统。三大机构分别为曲柄连杆、配气机构和机体,四大系统分别为供油、冷却、润滑、起动。内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机;使用柴油为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点;汽油机转速高,质量小,噪音小,起动容易,制造成本低;柴油机压缩比大,热效率高,经济性能和排放性能都比汽油机好。参考资料来源:百度百科-内燃机参考资料来源:百度百科--内燃机车
2023-08-12 14:12:011

全球首创技术!压缩空气就能驱动汽车,能替代电动和燃油汽车吗?

当前,我国正在贯彻“资源节约型,环境友好型”的发展战略,国家对新能源汽车实施重点扶持政策。目前国家财政扶持节能减排,促进了新能源产业加速发展,并且已成为新一轮汽车促销的亮点。随着油价不断攀升,能源与环保问题日益突出,新能源汽车无疑会成为未来汽车的发展方向。
2023-08-12 14:12:092

空气动力学是运用了什么原理?这和飞行器又有什么关系?

空气动力学是流体力学的一个分支,是研究空气或其他气体的运动规律,空气或其他气体与飞行器或其他物体发生相对运动时的相互作用和伴随发生的物理化学变化的学科。它是在流体力学基础上随航空航天技术的发展而形成的一门学科。 空气动力学的研究内容根据空气与物体的相对速度是否小于约100米/秒(即时速360公里/小时,注,也有根据时速400公里为界来划分的), 可分为低速空气动力学和高速空气动力学,前者主要研究不可压缩流动,后者研究可压缩流动。此外,根据是否忽略粘性,还可分为理想空气动力学和粘性空气动力学。空气是动力,也是动力的媒介,更是动力的阻碍,分析研究和开发这三者之间的矛盾和统一。使人类在气动力领域有更广阔的前景,这就是空气动力学的根本。从一只风筝到洲际导弹,从电风扇到龙卷风,更别说飞机了。空气动力学就是研究空气与动力之间关系的一门专业学科。
2023-08-12 14:12:192

飞机的航空煤油,在高空中氧气稀薄的情况下,是如何保证有充足动力前行的?

维持了正常的推力,通过进气量保证了飞机的行驶动力,空气方面的密度,决定了飞机的飞行状态。
2023-08-12 14:12:394

常用的空气喷发动机主要有哪几种

有预热缸盖的,在喷油嘴的旁边,用的是车的电瓶电。还有一种是预热空气的,在发动机进气管那,用的电瓶电。这两种预热效果一般。还有一种是用民用电,预热冷却液,从而预热发动机。还有一种是烧柴油的,俗名叫燃油加热器,也叫锅炉。它是强制循环,适合超低温启动的车,但是比较费油。
2023-08-12 14:13:421

飞机上的发动机都是怎么工作的

  大概可分为两类,吸空气发动机简称吸气式发动机和火箭喷气式发动机。分类详述  飞行器发动机常见的分类原则有两种:按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。按发动机是否须空气参加工作,飞行器发动机可分为两类,大约如下所示:  1、吸空气发动机简称吸气式发动机,它必须吸进空气作为燃料的氧化剂(助燃剂),所以不能到稠密大气层之外的空间工作,只能作为航空器的发动机。一般所说的航空发动机即指这类发动机。如根据吸气式发动机工作原理的不同,吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。  2、火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机,航天器由于需要飞到大气层外,所以必须安装这种发动机。它也可用作航空器的助推动力。按形成喷气流动能的能源不同,火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。发动机数目用途  飞机上发动机的数目是由飞机的重量,种类,用途,以及发动机的类型所决定的。  一般来讲,确定发动机个数的首要原则就是重量,轻型飞机或超轻型飞机由于起飞重量较小,多采用1~2台发动机,而大型飞机则一般装有2~4台发动机,甚至更多。  在航空史的早期,由于当时的活塞式发动机单台功率较小,为了驱动一架大型飞机(现在看来那只能算中型飞机)就需要4台以上的发动机,经常会有飞机装有6台、8台、甚至12台之多,这么多的发动机使飞机的结构变得相当复杂,故障率也相当高,因此这些多发飞机大多是昙花一现。  随着推进技术的进步,现代航空喷气式发动机的功率越来越高,推力越来越大,不需要很多台就可以为飞机提供足够的动力,因而近些年来飞机发动机的数目呈减少的趋势,大多数飞机只装有1~2台发动机。但是在一些特殊情况下,如某些适航条例规定作越洋飞行的客机必须有3台以上的发动机,以确保在单发停车时具有足够的续航能力(这些规定已因为双发的波音-777飞机的出现而做了相应的调整),因此当今的远程运输机都采用4台发动机。  至于作战飞机,由于机体较轻,同时对飞机的结构的紧凑性要求较高,其发动机的数目为1~2台,轻型战斗机装1台,重型战斗机装2台。
2023-08-12 14:13:501

内燃机的能量转化原理要详细点

内燃机的能量转化原理: 1、吸气冲程:进气阀打开,活塞向下运动,燃油和空气的混合物进入汽缸,当活塞运动至最低时进气阀关闭,吸气冲程的作用为机械能转化为内能。 2、压缩冲程:进气阀与排气阀都关闭,活塞向上运动,燃油和空气的混合气体被压缩,当活塞运动至最顶部时压缩冲程结束,压缩冲程作用为将机械能转化为内能。 3、做功冲程:火花点燃混和气体,燃烧的气体急剧膨胀,推动活塞下行,做功冲程作用为内能转化为机械能。 4、排气冲程:排气阀打开,活塞向上运动,将燃烧后的废气排出,当活塞运动至最顶部时排气阀关闭,排气冲程作用为排出废气。
2023-08-12 14:14:001

航空发动机的分类及各类航空发动机的特点

大概可分为两类,吸空气发动机简称吸气式发动机和火箭喷气式发动机。分类详述飞行器发动机常见的分类原则有两种:按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。按发动机是否须空气参加工作,飞行器发动机可分为两类,大约如下所示:1、吸空气发动机简称吸气式发动机,它必须吸进空气作为燃料的氧化剂(助燃剂),所以不能到稠密大气层之外的空间工作,只能作为航空器的发动机。一般所说的航空发动机即指这类发动机。如根据吸气式发动机工作原理的不同,吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。2、火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机,航天器由于需要飞到大气层外,所以必须安装这种发动机。它也可用作航空器的助推动力。按形成喷气流动能的能源不同,火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。发动机数目用途飞机上发动机的数目是由飞机的重量,种类,用途,以及发动机的类型所决定的。一般来讲,确定发动机个数的首要原则就是重量,轻型飞机或超轻型飞机由于起飞重量较小,多采用1~2台发动机,而大型飞机则一般装有2~4台发动机,甚至更多。在航空史的早期,由于当时的活塞式发动机单台功率较小,为了驱动一架大型飞机(现在看来那只能算中型飞机)就需要4台以上的发动机,经常会有飞机装有6台、8台、甚至12台之多,这么多的发动机使飞机的结构变得相当复杂,故障率也相当高,因此这些多发飞机大多是昙花一现。随着推进技术的进步,现代航空喷气式发动机的功率越来越高,推力越来越大,不需要很多台就可以为飞机提供足够的动力,因而近些年来飞机发动机的数目呈减少的趋势,大多数飞机只装有1~2台发动机。但是在一些特殊情况下,如某些适航条例规定作越洋飞行的客机必须有3台以上的发动机,以确保在单发停车时具有足够的续航能力(这些规定已因为双发的波音-777飞机的出现而做了相应的调整),因此当今的远程运输机都采用4台发动机。至于作战飞机,由于机体较轻,同时对飞机的结构的紧凑性要求较高,其发动机的数目为1~2台,轻型战斗机装1台,重型战斗机装2台。
2023-08-12 14:14:091

发动机的工作原理,如何将能量传至变速箱,变速箱又如何传至轮毂?

发动机的工作原理是把燃料的经过燃烧转化为热能,再由热能转化为机械能,通过曲轴、飞轮、离合器传递给变速箱,变速箱通过齿轮副减速或者直接传递给主减速器,主减速器减速后通过差速器传给半轴,半轴驱动轮毂和车轮
2023-08-12 14:14:213

航空燃气轮机中进气道工作原理

  空气喷气发动机所需空气的进口和通道。进气道不仅供给发动机一定流量的空气,而且进气流场要保证压气机和燃烧室正常工作。涡轮喷气发动机压气机进口流速的马赫数约为0.4,对流场的不均匀性有严格限制。在飞行中,进气道要实现高速气流的减速增压,将气流的动能转变为压力能。随着飞行速度的增加,进气道的增压作用越来越大,在超音速飞行时的增压作用可大大超过压气机,所以超音速飞机进气道对提高飞行性能有重要的作用。现代飞机的特点是飞行速度和高度变化范围大。歼击机还要经常在大迎角、大侧滑角状态下飞行。在一切飞行状态下进气道都应保证:发动机所需要的空气流量;能量损失小;流场均匀稳定;外部阻力低。高速状态性能好的进气道一般来说低速性能则要差一些,这在超音速飞机上尤其突出。在大迎角下进气道的性能显著恶化,流场不均匀性增大,以致引起进气道和发动机工作不稳定。此外,进口处的流场还要受到飞机其他部分,如机身、机翼的影响。进气道所占容积较大,对飞机的外形、内部安排以及其他部件的工作也有影响。   亚音速进气道  进气口前缘较为钝圆,以避免低速起飞时进口处气流分离。内部通道多为扩散形。在最大速度或巡航状态下,进入气流的减速增压过程大部分在进口外面完成,通道内的流体损失不大,因而有较高的效率。亚音速进气道在超音速工作时,进气口前会产生脱体正激波,超音速气流经过正激波减为亚音速,这时能量损失增大(激波损失)。激波前速度越大,损失也越大。但是,亚音速进气道构造简单、重量轻,在马赫数为1.6以下的低超音速飞机上也广为采用。   超音速进气道  超音速进气道通过多个较弱的斜激波实现超音速气流的减速。超音速进气道分为外压式、内压式和混合式三类(图1 )。①外压式进气道:在进口前装有中心锥或斜板,以形成斜激波减速,降低进口正激波的强度,从而提高进气减速增压的效率。外压式进气道的超音速减速全部在进气口外完成,进气口内通道基本上是亚音速扩散段。按进气口前形成激波的数目不同又有2波系、3波系和多波系之分。外压式进气道的缺点是阻力大;②内压式进气道:为收缩扩散形管道,超音速气流的减速增压全在进口以内实现。设计状态下,气流在收缩段内不断减速至喉部恰为音速,在扩散段内继续减到低亚音速。内压式进气道效率高、阻力小,但非设计状态性能不好,起动困难,在飞机上未见采用;③混合式进气道:是内外压式的折衷。   进气口的位置  进气道按其在飞机上的位置不同大体上分为正面进气和非正面进气(图2 )。①正面进气:进气口位于机身或发动机短舱头部,进气口前流场不受干扰,其优点是构造简单。机身头部正面进气口的最大缺点是机身头部不便于放置雷达天线,同时进气道管也太长;②非正面进气:包括两侧进气、翼根进气、腹部进气和翼下进气。它们在不同程度上克服了机头正面进气的缺点。在非正面进气方案中须防止进气口前面贴近机身或机翼表面的一层不均匀气流(附面层)进入进气道。为此,进气口与机身或机翼表面要隔开一定距离,并设计一定的通道把附面层抽吸掉,这相应地会增加一些阻力。腹部和翼下进气充分利用了机身或机翼的有利遮蔽作用,能减小进气口处的流速和迎角,从而改善进气道的工作条件。   可调进气道 在超音速条件下,不可调进气道只在设计状态下能与发动机协调工作,这时进气道处于最佳临界状态。在非设计状态下,譬如改变飞行速度,进气道与发动机的工作可能不协调。当发动机需要空气量超过进气道通过能力时,进气道处于低效率的超临界状态。当发动机需要空气量低于进气道通过能力时,进气道将处于亚临界溢流状态。过分的亚临界状态使阻力增加,并引起进气道喘振。为了使进气道在非设计状态下也能与发动机协调工作(即进气道与发动机匹配),提高效能,广泛应用可调进气道。常用的方法是调节喉部面积和斜板角度,使进气道的通过能力与发动机的要求一致。另外,在亚音速扩散通道处设有放气门,将多余的空气放掉,不使进气道处于亚临界溢流状态。同时,为了解决起飞状态进气口面积过小的问题,还设置有在低速能被吸开的辅助进气口。
2023-08-12 14:14:361

电池动力火箭推进原理

火箭推进原理 火箭推进理论是航天理论的基础之一。火箭发动机是一种推进工具,它能提供强大动力,使航天器达到所需要的宇宙速度。它的工作是基于直接反作用运动的原理,这一原理特别有利于高速航行。 那么什么是直接反作用运动呢? 按照牛顿力学基本定律,两个相互作用的物体,其作用力与反作用力总是同时存在,它们的大小相等,方向相反。因此,任何一种移动,广义地说,都是反作用运动。举两个例子:一是轮船,由于船的叶轮作用在水上,水的反作用力使船前进;二是喷气式(飞机)发动机,由于发动机中的燃料燃烧,膨胀的燃气高速向后喷出,发动机便得到与燃气喷出方向相反的推力而向前运动。 以最一般的观点去研究产生推力的现象时,上述两种运动没有任何区别,它们都是在反作用力的推动下运动的。但是,从反作用力产生的特征来看,二者是有区别的:在第一个例子中,发动机本身不能引起运动,它仅是个能源,若船上有发动机而没有叶轮,那么,发动机的功率再大,船也是不能运动的。因此,除了发动机(能源)外,有着一个介于发动机和外界某物体(如本例中的水)之间的中间机构,它与外界某物体相互作用,井承受由此产生的反作用力。这种中间机构,通常称为推进器(如本例中的叶轮);在第二个例子中,没有中间机构,推力是由燃气对发动机本身的反作用产生的。我们把前一种类型的运动称为间接反作用运动,后一种类型的运动称为直接反作用运动。当然,也有直接与间接反作用运动并存的混合式,如:涡轮螺浆式发动机,发动机能量的一部分传给螺旋浆(推进器),另一部分,则产生燃气流的直接反作用运动。 喷气推进属于直接反作用运动。那么什么是喷气推进呢?将物质以气体喷射的形式从被推进的物体中喷出,这种推进方式称为喷气推进。 喷气推进所喷射的物质叫做推进剂;利用喷气推进产生推力的发动机,叫做喷气发动机。运动时,相互作用的物体,一个是发动机本身,另一个是从它内部喷出的高速气流。高速气流产生的反作用力作用于发动机本身,方向与气流方向相反,这就是推力。 喷气发动机分为两大类: 一是空气喷气发动机,它是利用大气来产生喷气射流的喷气发动机。例如:以大气中的氧气作为氧化剂,燃烧燃料产生燃气射流;或在核子热交换器中加热空气,然后由喷管排出; 二是火箭发动机,它是自身携带全部喷射物质的喷气发动机。例如:带有氧化剂和燃烧剂以产生燃气射流。 火箭发动机所达到的推力和速度远远超过了一般的推进方法。这种发动机不依赖周围介质条件,在空间环境也能工作,这一特点,保证了在不同飞行速度下,发动机产生的推力不受空气接受能力的影响,而是恒定的,这也使得火箭(发动机)所能达到的飞行速度比其它任何类型发动机要高得多;其次,由于是直接反作用运动,没有中间机构,在主要的喷射通道中不存在限制工作温度的运动机构,这就决定了火箭发动机的结构简单,而所产生的推力却很大。
2023-08-12 14:14:592

怎样能使空气做动力?

空气动力学是力学的一个分支,它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上,随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。空气动力学的发展简史最早对空气动力学的研究,可以追溯到人类对鸟或弹丸在飞行时的受力和力的作用方式的种种猜测。17世纪后期,荷兰物理学家惠更斯首先估算出物体在空气中运动的阻力;1726年,牛顿应用力学原理和演绎方法得出:在空气中运动的物体所受的力,正比于物体运动速度的平方和物体的特征面积以及空气的密度。这一工作可以看作是空气动力学经典理论的开始。1755年,数学家欧拉得出了描述无粘性流体运动的微分方程,即欧拉方程。这些微分形式的动力学方程在特定条件下可以积分,得出很有实用价值的结果。19世纪上半叶,法国的纳维和英国的斯托克斯提出了描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程,后称为纳维-斯托克斯方程。到19世纪末,经典流体力学的基础已经形成。20世纪以来,随着航空事业的迅速发展,空气动力学便从流体力学中发展出来并形成力学的一个新的分支。航空要解决的首要问题是如何获得飞行器所需要的举力、减小飞行器的阻力和提高它的飞行速度。这就要从理论和实践上研究飞行器与空气相对运动时作用力的产生及其规律。1894年,英国的兰彻斯特首先提出无限翼展机翼或翼型产生举力的环量理论,和有限翼展机翼产生举力的涡旋理论等。但兰彻斯特的想法在当时并未得到广泛重视。约在1901~1910年间,库塔和儒科夫斯基分别独立地提出了翼型的环量和举力理论,并给出举力理论的数学形式,建立了二维机翼理论。1904年,德国的普朗特发表了著名的低速流动的边界层理论。该理论指出在不同的流动区域中控制方程可有不同的简化形式。边界层理论极大地推进了空气动力学的发展。普朗特还把有限翼展的三维机翼理论系统化,给出它的数学结果,从而创立了有限翼展机翼的举力线理论。但它不能适用于失速、后掠和小展弦比的情况。1946年美国的琼期提出了小展弦比机翼理论,利用这一理论和边界层理论,可以足够精确地求出机翼上的压力分布和表面摩擦阻力。近代航空和喷气技术的迅速发展使飞行速度迅猛提高。在高速运动的情况下,必须把流体力学和热力学这两门学科结合起来,才能正确认识和解决高速空气动力学中的问题。1887~1896年间,奥地利科学家马赫在研究弹丸运动扰动的传播时指出:在小于或大于声速的不同流动中,弹丸引起的扰动传播特征是根本不同的。在高速流动中,流动速度与当地声速之比是一个重要的无量纲参数。1929年,德国空气动力学家阿克莱特首先把这个无量纲参数与马赫的名字联系起来,十年后,马赫数这个特征参数在气体动力学中广泛引用。小扰动在超声速流中传播会叠加起来形成有限量的突跃——激波。在许多实际超声速流动中也存在着激波。气流通过激波流场,参量发生突跃,熵增加而总能量保持不变。英国科学家兰金在1870年、法国科学家许贡纽在1887年分别独立地建立了气流通过激波所应满足的关系式,为超声速流场的数学处理提供了正确的边界条件。对于薄冀小扰动问题,阿克莱特在1925年提出了二维线化机冀理论,以后又相应地出现了三维机翼的线化理论。这些超声速流的线化理论圆满地解决了流动中小扰动的影响问题。在飞行速度或流动速度接近声速时,飞行器的气动性能发生急剧变化,阻力突增,升力骤降。飞行器的操纵性和稳定性极度恶化,这就是航空史上著名的声障。大推力发动机的出现冲过了声障,但并没有很好地解决复杂的跨声速流动问题。直至20世纪60年代以后,由于跨声速巡航飞行、机动飞行,以及发展高效率喷气发动机的要求,跨声速流动的研究更加受到重视,并有很大的发展。远程导弹和人造卫星的研制推动了高超声速空气动力学的发展。在50年代到60年代初,确立了高超声速无粘流理论和气动力的工程计算方法。60年代初,高超声速流动数值计算也有了迅速的发展。通过研究这些现象和规律,发展了高温气体动力学、高速边界层理论和非平衡流动理论等。由于在高温条件下会引起飞行器表面材料的烧蚀和质量的引射,需要研究高温气体的多相流。空气动力学的发展出现了与多种学科相结合的特点。空气动力学发展的另一个重要方面是实验研究,包括风洞等各种实验设备的发展和实验理论、实验方法、测试技术的发展。世界上第一个风洞是英国的韦纳姆在1871年建成的。到今天适用于各种模拟条件、目的、用途和各种测量方式的风洞已有数十种之多,风洞实验的内容极为广泛。20世纪70年代以来,激光技术、电子技术和电子计算机的迅速发展,极大地提高了空气动力学的实验水平和计算水平,促进了对高度非线性问题和复杂结构的流动的研究。除了上述由航空航天事业的发展推进空气动力学的发展之外,60年代以来,由于交通、运输、建筑、气象、环境保护和能源利用等多方面的发展,出现了工业空气动力学等分支学科。空气动力学的研究内容通常所说的空气动力学研究内容是飞机,导弹等飞行器在名种飞行条件下流场中气体的速度、压力和密度等参量的变化规律,飞行器所受的举力和阻力等空气动力及其变化规律,气体介质或气体与飞行器之间所发生的物理化学变化以及传热传质规律等。从这个意义上讲,空气动力学可有两种分类法:首先,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。其次,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。在低速空气动力学中,介质密度变化很小,可视为常数,使用的基本理论是无粘二维和三维的位势流、翼型理论、举力线理论、举力面理论和低速边界层理论等;对于亚声速流动,无粘位势流动服从非线性椭圆型偏微分方程,研究这类流动的主要理论和近似方法有小扰动线化方法,普朗特-格劳厄脱法则、卡门-钱学森公式和速度图法,在粘性流动方面有可压缩边界层理论;对于超声速流动,无粘流动所服从的方程是非线性双曲型偏微分方程。在超声速流动中,基本的研究内容是压缩波、膨胀波、激波、普朗特-迈耶尔流动、锥型流,等等。主要的理论处理方法有超声速小扰动理论、特征线法和高速边界层理论等。跨声速无粘流动可分外流和内流两大部分,流动变化复杂,流动的控制方程为非线性混合型偏微分方程,从理论上求解困难较大。高超声速流动的主要特点是高马赫数和大能量,在高超声速流动中,真实气体效应和激波与边界层相互干扰问题变得比较重要。高超声速流动分无粘流动和高超声速粘性流两大方面。工业空气动力学主要研究在大气边界层中,风同各种结构物和人类活动间的相互作用,以及大气边界层内风的特性、风对建筑物的作用、风引起的质量迁移、风对运输车辆的作用和风能利用,以及
2023-08-12 14:15:091

谁知道涡轮喷气发动机的工作原理?

涡轮喷气发动机工作原理BY 北京龙二 本文旨在用最浅显的道理与简化后的公式来解释看似复杂的涡喷发动机。 由于早期的飞机动力是来自于螺旋桨,大家可能对于螺旋桨推进的原理根深蒂固,从而对喷气试发动机的原理感到摸不到头脑。本文的另一目的就是叫大家认清这两种推动方式的内在区别。 一在讲述正题之前,需要大家复习几个简单的物理概念。 一作用力等于反作用力,简化说就是当你推墙的同时,是可以理解为墙在推你。F作用力=F反作用力好,由于在自然条件下干扰我们思维的因素太多(比如空气阻力呀,重力呀,等等),所以我们把场景搬到太空,是没重力也没阻力的理想环境。大家知道,如果我们在太空中抛出一个球,在球出手之后,由于人给了球一个推力,使其加速飞离你而去。但由于作用力等于反作用力,你本身也会受到球的一个推力,并且把你反向加速。OK,下面我们做一个设想,假设你在太空坐在一个铁桶里,用安全带把你和铁桶固定在一起,而铁桶里有很多小孩玩的玻璃球,你不停的用弹弓把玻璃球向同一个方向弹射出去,在玻璃球被加速的同时,根据上面说的原理,你是会被反方向的加速的。并且,你弹射出去的玻璃球越重,玻璃球的加速越大,你获得的反方向加速就越大,按照这一原理,只要你不停的弹射出玻璃球,你就会被持续的加速,高速飞离太阳系的。嘿嘿。在这,引入我们的第2个公式:物体的受力的多少与物体的质量和加速度成正比,F=Ma,好,现在把气体的分子看成小玻璃球,去试图理解火箭发动机的工作原理。由前面的原理,我们知道,只要有质量的物体以高速反方向射出,我们就会得到前进的动力。问题的关键就在于如何把物体加速,玻璃球的例子我们用的是弹弓。而火箭用的是燃烧!火箭通过燃料的燃烧把燃料与氧化剂变成最终的气体,而由于燃烧同时带来的高温,把燃烧气体自身加热,而气体本身的热涨冷缩,在单一方向的排放口的情况下把气体分子(带有质量)加速,高速飞离火箭,使火箭获得动力。(燃料工作原理部分这样写纯粹是为了简化问题,使大家看的更清晰,而真正情况下,那些现象几乎是同时发生的)。以上说了很多,只是为了叫大家巩固知识,为最终解释涡轮发动机扑平道路。 好,我们已经知道了,只要有质量的物体以高速射出,我们就能获得反方向的推力,在物体质量不变的情况下,物体的加速度越高,我们获得的推力越大。现在我们回到现实世界,我们怎么去制作我们的推进引擎呢?用弹弓射弹球么?呵呵,显然,利用燃烧,把气体加热进而加速的方法是比较好的。并且,与在太空中不同,我们的周围充满了空气,那我们在燃料燃烧变成气体加热加速的同时(类似火箭发动机)把大气里的空气吸进来加热加速,与燃料燃烧后的气体同时喷射出去,不是就能获得更大的动力了么?(F=MA,速度不变,重量增加)而这个装置就叫做:燃气轮机(gas turbine)首先需要说明的是,这个示意图是简化了加热空气(俗称加力燃烧),它只是从大气中吸取部分氧气,与航空燃料燃烧,然后喷射而维持其自身运转的内核装置。下面我描述一下的它的工作原理:压缩机吸入空气并使其增压,(大家还记得初中物理的压燃实验么?气体被压缩后温度变高,可以点燃玻璃管里的绒布。)高压气体进入燃烧室,与燃料混合后强烈燃烧。燃烧后的高温高压气体通过涡轮机,推动涡轮加速旋转,使一部分势能转换成涡轮转动的机械能,通过传动带动压缩机继续工作。接着被热加速的高速气体分子(气流)通过排气口进入大气,形成真正的动力。可见,由于气体最终速度取决气体的膨胀程度,而膨胀程度有取决于气体本身的温度,是越高越好的。但是,由于材料的问题,我们不能找到更加耐热的材料,一般的温度控制在1000度左右。而要使燃气轮机的效率更高的一个条件就是找到更好的耐热材料。好,通过上面陈繁的叙述,终于可以谈到主角了,对,航空涡轮喷气发动机。 三涡轮喷气发动机(turbo jet)由于前面已经说了很多,如果大家真的看懂了前面的话,我想大家应该可以自己设计出涡轮喷气发动机了,注意,是设计,不是制造。嘿嘿前面说过,我们周围有大气,我们的涡轮机通过从大气中提取燃烧所需的痒气,加热气体分子,那么,我们可不可以用燃气的热量去加热空气呢?(F=MA,速度不变,重量增加,加速更多的空气分子)这个装置就是是今天的主角,涡轮喷气发动机了。工作原理:压缩机(高低压风扇组)吸入空气并使其增压。一部分高压气体进入燃烧室,与燃料混合后强烈燃烧。燃烧后的高温高压气体通过涡轮机,推动涡轮加速旋转,使一部分势能转换成涡轮转动的机械能,通过传动带动压缩机继续工作。另一部分气体直接进入加力燃烧室进行2次燃烧(就是加热大气分子的过程),此时加力燃烧室内的被加速的空气分子以极大的能量通过可调尾喷管喷射而出,形成强大的推力!能量有多大呢?中小型涡轮喷气发动机的推力可达2000-80,000牛,大型的可以突破10W牛,一架2马赫的重型轰炸机的发动机功率约为7W千瓦,如果用来发电足以满足一个中型城市的用电量。厉害厉害,我们得感谢它的发明人英国的惠特尔爵士。从发动机的入口到出口之间,气流在各处的流速不同,速度为2马赫的发动机喷口处的气流速度越为700~800M/秒。值得一说的就是,发动机的转子平均要以1万转/秒的速度旋转,产生极大的离心力,所以要求部件要有非常好的强度,涡轮叶片在高速转动中离心力可打10万牛,如果粉碎就会爆炸,能击穿1厘米厚的钢板。说道这里,我想罗嗦一句,我相信大家通过我上面的解说,应该可以大致的了解了涡轮发动机的原理了,也就是说,是个很好理解的概念,而真正困难的地方在于制造,要有大量的其他的技术铺垫,比如,材料力学,耐温材料,精密加工,等等等等,而这些技术是要靠不停的实验,积累,改进工艺才能做到的,也就是说,设计是很容易的事情,再此我也要驳斥那些企图通过不停的设计来保持先进水平的人,那纯粹是幻想!比如航母。OK,涡轮喷气发动机算是写完了,最后在略微的谈一下涡扇喷气发动机。 四涡扇喷气发动机(FAN-JET)涡扇发动机可以理解(不一定精确)为在压气机前加装可控风扇型涡轮发动机。它通过传感器与可调角度的风扇转子通过与电脑的连接,达到最佳的进气效果,进入压气机的气流非常平稳,并且能量损失极小。经过风扇后的空气压强可加大1-2倍,然后在进入压气机与加力燃烧室。好了好了,算是写完了。
2023-08-12 14:15:201

汽油发动机是如何将能量穿递出去的?

汽车的动力传递从发动机产生传到飞轮,飞轮传给离合器,离合器传给变速器,变速器传给半轴,半轴传给驱动轮
2023-08-12 14:15:312

我是一个发动机专业的学生,我想知道 涡喷喷气式发动机轴流式压气机的工作原理?谢谢了

未知,问其他人吧
2023-08-12 14:15:432

航空发动机涡轮盘的工作原理是什么?

1、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,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。2、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小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。3、航空发动机,是一种高度复杂和精密的热力机械,为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏,被誉为"工业之花",它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。4、涡轮盘是现代飞机发动机的核心部件,它在发动机燃烧室内受到高温燃气的推动,将燃气的热能转化为机械能,驱动发动机的运转。涡轮盘的加工条件极为严苛,必须使用特殊的耐高温材料使用特殊工艺制造,其技术水平直接决定了发动机的技术水平。5、俄罗斯制造AL-31F发动机采用的是直接热等静压法成形技术,美国的F404轻型发动机也使用这一技术。这一技术制造出来的涡轮盘的耐应力能力已经不是最先进水平,俄AL-31F发动机的涡轮前温度约为1392度,推力重量比约为7.14。6、美国普惠公司目前制造F119发动机采用了粉末热挤压+超塑性锻造成形工艺制造涡轮盘,涡轮前温度可达1700摄氏度,推力重量比接近10,在不使用加力燃烧室时推重比也可达7.95,超过AL-31F使用加力时的推重比。这也是F-22战斗机能够实现超音速巡航和超机动性的基础。
2023-08-12 14:15:521

山东省即墨市通济街道办事处用英语怎么写

Tongji Street Office in Jimo City, Shandong Province,
2023-08-12 14:06:062

药品包装带上2104303啥意思

药品包装袋边上的数字是:产品批号、生产日期、有效期和失效期。 产品批号是用于识别某一批药品的一组数字或数字加字母。但要特别注意这组数字与该产品的生产日期是没有直接联系的。 批号是为了实现药品生产和销售过程的可追溯性,对我们日常购买和使用没有太大的意义,无须过多关注。
2023-08-12 14:06:081

“xx市xx区xx街道办事处”用英文怎样翻译

xx市xx区xx街道办事处xx city, xx district, xx subdistrict offices
2023-08-12 14:05:581

最新呼吸机的参数设置

文库 搜索文档或关键词呼吸机常规参数设置和调整2018-06-27 4页 4.36分用App免费查看呼吸机参数设定和护理一、机械通气参数1. 潮气量(VT):6-8ml/kg;2. 吸气时间(T):0.8~1.2s;3. 吸呼比(I/E):1/1.5-2;4. 峰值流速(PEF):20-40L/min;5. 呼吸频率(f):12~20次/min;6. 压力支持(PS):7~20cmH2O;7. 呼气末正压(PEEP):2~15cmH2O;8. 氧浓度(FiO2):<50-60%可长期应用9. 触发灵敏度-0.5—2厘米水柱或1-3L/Min。1,2,3,4为决定一次呼吸特点的基本参数。
2023-08-12 14:05:552