為什麼目前沒有將空氣壓縮後噴射來獲取動力的飛行器

時間 2021-05-06 11:50:03

1樓:向尚

這個問題在二戰的時候很尖銳,二戰早期飛機都是螺旋槳葉驅動的,這樣有個問題就是功率密度低,高空空氣稀薄的時候機動性就很差了,德國本特勒應該是最早搞壓縮空氣動力發動機的,也就是噴氣式發動機或者燃氣輪機,不過這玩意兒早起不好用,燃燒室還有葉片扛不住,溫度太高,二戰後德國戰敗,美俄挖了一波技術人員,慢慢發展發展,就有成熟的產品了,也就是航空用的一系列燃氣輪機。

2樓:皮皮蝦

其實由動量定理FΔt=mΔV可以看出來,要保持推力不變,要麼增加噴氣速度,要麼增加工質質量(或者說流量吧)又由W=1/2mv^2看出提高噴氣速度會大大增加能量消耗,也就是燃料消耗增加,所以要節省燃料消耗,就要減小噴氣速度而增加流量,也就是輕輕的推動更大體積的空氣。這樣可以看出旋翼做的越大是越省燃料的。而問題中設想的壓縮空氣再噴射,目的是使得飛行器結構緊湊,那噴氣的流量想必不會太大,要保證推力就要增加噴氣速度,顯然這樣會很費燃料,也就是效率低。

不過上面的說法也不全面,有時候為了飛的更快,還是要提高噴氣速度作為代價的。

3樓:回馬槍

原則上是可以的,前提是你得把壓縮空氣壓縮到300MP才具有實用價值,問題是抗壓300MP的儲罐重量可不是飛行器設計師能忍受的

4樓:Wardsky

我猜題主想要的壓縮空氣是空氣壓縮機。那東西太重了,效率也不好。

螺旋槳就兩片槳葉,非常輕。空氣壓縮機需要氣缸,中冷器,減速器等等,重量上明顯不划算。壓縮空氣是放熱的,空氣會公升溫,排放壓縮空氣又是吸熱的,空氣會降溫。

這一熱一冷,一部分能量又以熱空氣的傳導/輻射的形式損失掉了,效率必然不好。

於是,我猜題主肯定會想,把壓縮和膨脹之間的距離盡量縮短,再把提供動力的內燃機盡量和空氣壓縮機之間的距離縮短,最好是緊湊的一體化,甚至連四衝程都能融合在一起,由空氣壓縮機提供第三衝程末的壓縮空氣,不是會非常high嗎?

我覺得滿足條件的這種機器我們一般叫它渦噴發動機。。。

5樓:

現代渦輪發動機飛行器好像都是題主說的這種壓縮空氣吧。

不論是渦扇渦槳渦軸都是要有壓氣機壓縮空氣的,只不過增加了乙個與燃油混合燃燒做功的步驟。

說實話我沒完全理解題主要表達的意思,個人猜測渦扇發動機的外涵道是題主想要的這種。或者直接搜尋涵道航模。

6樓:Glenn

先複習一下牛頓第二定律,F=ma

動量定理:FΔt=mΔV

飛機發動機做功就是靠加速氣流獲得推力的,所以用燃料燃燒可以加速氣流(可以理解為ΔV),用壓氣機提高流量(可以理解為m)。目前的噴氣式航空發動機,英文叫Jet Engine,你完全可以理解為將空氣壓縮後噴射,只不過噴氣式發動機不僅噴射空氣,還用燃燒能量極大加速了空氣,所以比純粹的噴射壓縮空氣強了不少。

不過目前有噴射水流的船舶,叫噴水推進,往往用於高速船舶中,比如水翼艇。這是因為水流可視為不可壓流體,而且液體密度遠大於氣體,噴射獲得的動量很大,而螺旋槳很容易達到轉速上限。所以高速船舶可以用(非壓縮)水流噴射推進,這是靠改變ΔV獲得推力。

總結一下,噴射推進是非常常見的方式,但是靠壓縮獲得速度增加(加功)效率低,不如直接對流體加速(燃燒,螺旋槳等加功方式)。接下來咱們可以科幻地暢享一下,假如有一種流體靠相變(從液態到氣態)可以劇烈膨脹的話,那靠壓縮噴射可能會有很大的用武之地。

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