飞行器发动机的分类及工作原理..pdfVIP

飞行器发动机的分类及工作原理.--第1页

飞行器发动机的分类及工作原理

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个: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。按发动机是否需要空气参加工作,飞

行器发动机可分为两类:吸气式发动机和火箭喷气式发动机。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。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、冲压喷气发动机和脉动喷气发动机等。火箭喷气发动机是——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,火箭喷气发动机又

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,飞行器发动机又可分为直接反作用力发动机和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发动机与螺旋桨是不能分割的。主要组

成主要由气缸、活塞、连杆、曲气门机构、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

飞行器发动机的分类及工作原理.--第1页

飞行器发动机的分类及工作原理.--第2页

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。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