IT工程師數位筆記本

1903年，萊特兄弟打開了人類的航空之門，實現了無數人翱翔藍天的夢想。百年來，人類的航空工業不斷發展，形式各樣的航空器層出不窮。這其中離不開航空發動機的發展和進步。而作為飛機的“心臟”，飛機發動機的發展也是一步千里，航空發動機是一種高度復雜和精密的熱力機械，為航空器提供飛行所需動力的發動機。

作為飛機的心臟，被譽為“工業之花”，它直接影響飛機的性能、可靠性及經濟性，是一個國家科技、工業和國防實力的重要體現。目前，世界上能夠獨立研制高性能航空發動機的國家只有美國、俄羅斯、英國、法國等少數幾個國家，技術門檻很高。飛機發動機按照性質來分，可以分為活塞式發動機、燃氣渦輪發動機、沖壓發動機，那么他們三者之間的差別在哪里呢？下面小編來分析一下。

活塞式發動機資料

活塞式航空發動機為航空器提供飛行動力的往復式內燃機。發動機帶動空氣螺旋槳等推進器旋轉產生推進力(見航空發動機)。活塞式發動機主要由曲軸、連桿、活塞、汽缸、分氣機構和機匣等部件組成。發動機前部有減速器，以降低輸出軸的轉速。大多數發動機在機匣后部裝有增壓器以提高發動機高空性能。活塞式航空發動機的性能通常用轉速特性、螺旋槳特性和高度特性表示。油門全開或進氣壓力維持不變時，發動機的功率和耗油率隨轉速的變化關系稱為轉速特性，又稱外部特性。在發動機上安裝定距螺旋槳時，發動機功率和耗油率隨轉速的變化關系稱螺旋槳特性。這時轉速的改變是靠控制油門桿實現的。發動機轉速不變時，功率和耗油率隨飛行高度的變化關系稱為高度特性。由于有增壓器對吸入空氣增壓，在某一高度以下可保持進氣壓力恒定，而大氣溫度又隨高度增加而下降，所以在此高度以下發動機的功率仍隨高度增加而略有增加。這個高度稱額定高度。在額定高度以上發動機功率隨高度增加而下降。

典型代表：梅林活塞式發動機

羅爾斯-羅伊斯的梅林是一個英國的液體冷卻，V-12活塞式航空發動機，27升(1.650立方米)的能力。勞斯萊斯有限公司設計和制造的引擎，這是最初被稱為PV-12： PV-12就變得很著名的梅林，隨著公司的活塞式航空發動機后猛禽命名約定。PV-12第一次跑于1933年，經過多次修改，第一條生產變種建于1936年。第一架作戰飛機進入服務使用的梅林的的費爾雷戰，颶風和Supermarine烈性。更多梅林Avro蘭卡斯特的四引擎重型轟炸機比任何其他飛機，發動機有最密切相關的噴火，噴火式戰斗機的首飛，于1936年開始。迅速應用的發展，帶來了一系列的關于戰時需要，顯著提高了發動機的性能和耐用性。被認為是英國的標志，梅林是二戰時期最成功的飛機發動機之一，和許多變種，建立由羅爾斯-羅伊斯公司在德比，克魯和格拉斯哥，以及福特在特拉福德公園 工廠，靠近曼徹斯特的英國帕卡德V-1650。是建立在美國的一個版本，梅林。在1950年停止生產，共近15萬發動機已交付后，后面的變種被用于飛機和軍用運輸機。在軍事用途的梅林所取代，其更大的的能力的stablemate，羅爾斯·羅伊斯公司格里芬。留在英國皇家空軍服務的梅林發動機與英國戰役紀念飛行，和許多恢復的飛機在全球私有制。

性能參數

輸出功率：1290馬力(962千瓦)在3,000 rpm起飛。1,565馬力(1,167千瓦)在3000轉每分鐘在12250英尺(3,740 M，MS齒輪)。1,580馬力(1,178千瓦)在3000轉23500英尺(7,200米，FS齒輪)。比功率：0.96馬力/立方米(43.6千瓦/L)。壓縮比：6:1。燃油消耗低39 IMP加侖 /小時(50 177 /小時)，最大的88 IMP加侖/小時(50到400 /小時)。功率-重量比： 0.96馬力/磅(1.58千瓦/千克)在最大功率。

燃氣渦輪發動機資料

燃氣渦輪發動機或稱燃氣輪機，是屬于熱機的一種發動機。燃氣輪機可以是一個廣泛的稱呼，基本原理大同小異，包括燃氣渦輪噴氣發動機等等都包含在內。而一般所指的燃氣渦輪發動機，通常是指用于船舶（以軍用作戰艦艇為主）、車輛（通常是體積龐大可以容納得下燃氣渦輪機的車種，例如坦克、工程車輛等）、發電機組等的。與推進用的渦輪發動機不同之處，在于其渦輪機除了要帶動壓縮機外，還會另外帶動傳動軸，傳動軸再連上車輛的傳動系統、船舶的螺旋槳或發電機等。燃氣渦輪發動機是目前應用最廣泛的航空發動機，是20世紀50年代以來主要的航空動力形式，而且在可預見的未來，還沒有任何其他動力形式可以完全取代它。

典型代表：F110渦輪風扇發動機

F110第四代航空發動機是美國通用電氣公司從轟炸機用的F101改型而來的戰斗機用的加力式渦扇發動機。經過1980年和1981年兩年的廣泛試驗，達到或部分超過了預期的目標。在F-16飛機上的試飛結果證明，F101DFE無需作重大改進就可以裝在這種飛機上使用。在F-14飛機上的試飛結果表明，飛機的留空時間和作戰半徑都比裝原來TF30發動機的增加25%。在試飛中，發動機無需調整，并且油門桿的使用不受限制。在1982年12月的一次試驗中，完成了5004個總累積循環(TAC)，其熱端部件壽命為當時新采購的F100發動機的三倍。與F101-GE-100發動機相比，F110有以下幾方面的改變：風扇由2級改為3級，壓比提高到3.2，直徑減小到970mm，涵道比由2.01減到0.87；為適應低壓轉子轉速提高，重新設計了低壓渦輪；為滿足戰斗機機動飛行要求，設計過載提高到10；對控制系統作了改進，增加了備份裝置；為適應F-14、F-16和特別是F-15飛機的機體，對外部尺寸、管線和防冰系統作了必要的修改；最后，也是很容易被忽略的一點，就是為了減輕重量而不犧牲耐久性，對核心機以外的幾乎所有部件和系統都采取了減重措施。

性能參數：最大加力推力（daN）:12268，中間加力推力（daN）:7117，最大推力(daN):8451，中間油耗率[kg/(daN·h)]:0.7，加力油耗率[kg/daN·]:2.02~2.05，推重比:7.07。

沖壓發動機資料

沖壓噴氣式發動機（簡稱沖壓發動機）是一種構造非常簡單、可以發出很大推力、適用于高空高速飛行的空氣噴氣發動機。這種發動機壓縮空氣的方法，是靠飛行器高速飛行時的相對氣流進入發動機進氣道中減速，將動能轉變成壓力能（例如進氣速度為3倍音速時，理論上可使空氣壓力提高37倍）。沖壓發動機的工作時，高速氣流迎面向發動機吹來，在進氣道內擴張減速，氣壓和溫度升高后進入燃燒室與燃油（一般為煤油）混合燃燒，將溫度提高到2000一2200℃甚至更高，高溫燃氣隨后經推進噴管膨脹加速，由噴口高速排出而產生推力。沖壓發動機的推力與進氣速度有關，如進氣速度為3倍音速時，在地面產生的靜推力可以超過200千牛。

典型代表：美國X-51超聲速燃燒沖壓發動機

2008年9月，由美國普拉特·惠特尼-洛克達因公司研制的雙模式沖壓／超燃沖壓發動機完成了在美國航空航天局蘭利研究中心的8英尺高溫風洞試驗。完成此次地面試驗后，該發動機就將安裝在X-51A“乘波者”高超聲速演示樣機上進行飛行試驗。X-51A是美國空軍研究實驗室與美國防高級研究計劃局進行的聯合項目，價值2．46億美元，

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