航空領域的噴氣發動機跟航天領域的火箭發動機有哪些異同?

時間 2021-05-05 17:16:58

1樓:

工作環境決定了航空發動機和航天的火箭有著本質的區別,前者一直在大氣層內工作,後者需要在大氣層外工作。故而前者可以利用大氣中的氧氣,而後者只能自帶氧化劑。前者歷經了活塞發動機和渦噴發動機,後者主要是火箭。

前者可以簡單的視為活塞運動或者葉片的旋轉運動,後者可以簡單的視作乙個靜止的噴管。兩者的原理都可以用牛頓經典力學體系來解釋。

2樓:

簡單來說航空發動機利用的是空氣壓縮技術,就是我們經常會聽到的渦輪發動機,渦輪發動機通過啟動後自身的動力將大量的空氣壓縮到燃燒倉內,實現燃料的充分燃燒,這就是飛機設計時,特別是戰鬥機,都會有氣道,顧名思義就是空氣的通道,但是同樣有乙個問題,在高空中空氣會越來越稀薄當然就是飛機不可能飛的太高,必須在安全飛行高度以下飛行,目前最高也不會超過30km(理論極限值)。而航天發動機是要提供大推力的,大推力就意味這大加速度,可以保證太空飛行器在短時間內達到環繞速度,順利入軌,而且燃料也是用高壓縮的混合燃料不需要從空氣中獲取氧氣。

3樓:木易

一看這些答案,就充分證明了發動機設計中的複雜之處。

結構不一樣,比如涵道比,燃油預加熱裝置等。

工況不一樣,壓力場,溫度場,裝置執行速度等。

燃料不一樣,固體燃料等。

目的不一樣,要高速度,還是經濟性,還是魯棒性。

此外,還得考慮經濟性。搞航天可以用環境汙染燃料,汽車你試試…軍工乙個飛機幾億,飛到北京的機票五萬你試試…我之前做的葉片,良品率1%,目的是啥你猜…

4樓:

火箭是自帶燃料和氧化劑的,現在先進的火箭發動機就是液氧煤油的,燃料和氧化劑在燃燒室按照一定的比例組織燃料,產生高溫高壓燃氣經尾噴管高速排出,產生推力。航空發動機只帶燃料,氧化劑就是空氣中的氧氣,航空發動機有渦噴,渦扇,渦軸,渦槳。航空發動機核心機由壓氣機,燃燒室,渦輪組成,空氣經壓氣機提高壓力,然後通過減速增壓進入燃燒室燃燒,產生高溫高壓氣體,進入渦輪推動渦輪做功,對於渦噴和渦扇來說,從渦輪排出的氣流速度很快,產生推力推動飛行器,而對渦槳來說則由動力渦輪帶動螺旋槳,由螺旋槳產生公升力或推力。

5樓:張水

最核心的區別是:噴氣式發動機需要吸取空氣作為氧化劑,火箭發動機自帶氧化劑,這導致了兩種發動機設計和結構上主要的差異性。

最核心的相似點:都是通過向後噴出高溫燃氣獲得反作用力。

正由於兩種發動機都需要向後高速噴出氣體,乙個很直觀的要求就必須滿足:進入燃燒室的燃料和氧化劑的壓力,必須大於排氣壓力,否則根本無法進入燃燒室,或者說,必須有增壓部件。

對於火箭發動機,燃料/氧化劑均採取渦輪幫浦,對於噴氣發動機,由於噴氣壓力相對較低,其燃料採用了燃油幫浦就已足夠,但是對於空氣,除了沖壓發動機在2-3Ma以上的速度可以僅靠進氣道和激波錐壓縮空氣外,其他噴氣式發動機必須依靠一套壓縮機來壓縮空氣,從而又必須安排一套渦輪來為其提供動力,這使得噴氣式發動機結構要遠複雜於火箭發動機。

兩者前半段差別巨大,但燃燒室的設計又相當接近,兩者都採取了分級燃燒以達到富氧燃燒,採取預混合和噴油技術,盡可能提高燃燒溫度,他們都是為了提高燃燒效率。

到了尾端,兩者的設計目的又截然相反了:火箭為了提高效率,要想辦法提高排氣速度,而噴氣式發動機為了提高經濟性,要想法降低排氣速度。

6樓:劉某

做乙個簡單的比喻,可能不太嚴謹。

假設我有乙個充滿氣的氣球,用針扎一下,氣球就會飛走。這個是最簡單的產生推力的原理。

試想一下,如果對氣球裡充滿的是氫氣,在氫氣噴出時使其燃燒,在氣球不被燒毀的前提下,一部分燃燒產生的熱能也會轉變為動能。

但是,隨著氣球內的氫氣耗盡,氣球就會停止飛行,也就是說這次讓氣球飛行的過程是一次性的。

如果能讓這個過程源源不斷地進行,提供穩定的推力就好了。也就是說,氣球內要始終保持一定的氣壓,產生的推力方向也要固定。

航空發動機的基本工作過程就是乙個穩定的熱力迴圈過程。以最簡單的渦噴發動機來說,它的結構包括壓氣機,燃燒室,渦輪,尾噴管。

燃燒的過程是在燃燒室進行的,燃燒室出口的氣體推動渦輪轉動,再通過尾噴管(收斂噴管或者拉瓦爾噴管)使氣體速度增大,排出發動機,產生推力。

壓氣機與渦輪同為轉動部件,他們是同軸的,渦輪的轉動會帶動壓氣機轉動,使得空氣源源不斷地吸入壓氣機,並增壓。這樣,整個渦噴發動機的運轉就形成了源源不斷的迴圈過程。

推薦題主看一下劉大響(huyou)院士的一本書—《航空發動機,飛機的心臟》,內容比較全面,又淺顯易懂。

7樓:亦蟲可可

這個恰好知道一點,真的只是一點,因為為航天和航空專案都提供過元器件。

兩者都需要非常高的可靠性,但是可靠性和可靠性還是有區別的。

航空的發動機需要多次、長期、重複工作,因此關注的是長期工作中的可靠性。飛機的存放環境相對來說比較理想,對於儲存相關的要求並不是很嚴苛。

航天的發動機,除了長征系列,還要包括東風系列,即洲際飛彈。這些都是一錘子買賣,並不追求長期工作的可靠性,但這一錘子必須靠譜。長征工期通常較久,而東風系列就更誇張了,在發射之前要埋在地底下好多年。

這就需要相關設施、元器件在長期儲存之後依然可靠,雖然只需要可靠的工作一次。

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