16张动图解说航空发动机分类及原理这次总算理解了

又到周末共享机械动图的时分了，这次咱们通过直观动图讲解下航空发起机。航空发起机是一种高度杂乱和精细的热力机械，为航空器供给飞翔所需动力的发起机。作为飞机的心脏，被誉为"工业之花"，它直接影响飞机的功用、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要表现。

01 活塞发起机

▼

对航空发起机而言，最早运用的便是活塞式发起机，其作业原理是指活塞承载燃气压力，在气缸中进行重复运动，并根据连杆将这种运动转变为曲轴的旋转活动。

在20世纪初期，莱特兄弟将一台4缸、水平直列式水冷发起机改装后，成功用到了“飞翔者一号”飞机上，完成了飞翔实验。这也是人类历史上第一次具有动力、能够载人、平稳运转、可操作的飞翔器成功飞翔。在第二次世界大战中，活塞式发起机得到了技术革新，优化了发起机的功用和运转功率。

活塞式发起机首要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门组织、螺旋桨减速器、机匣等组成。气缸是混合气（汽油和空气）进行焚烧的当地，气缸内包容活塞做往复运动。发起机作业时气缸温度很高，所以气缸外壁上有许多散热片，用以扩展散热面积。

▲活塞式星型发起机

气缸在发起机壳体（机匣）上的摆放方式多为星形或V形。常见的星形发起机有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，气缸数目越多发起机功率越大。

▲活塞式星型发起机

在喷气发起机呈现之前，活塞式飞机发起机大多选用星型规划，因其曲轴短战场生存性强，结构紧凑占用飞机空间小而被舰载机广泛运用，其他发起机则选用V型规划。

▲星型发起机用于飞机

星型发起机沿轴向放置在机头，输出轴直接衔接桨叶，比直列式活塞发起机更合理的利用了空间，省去了减速组织和动力变向传递组织等，利于减轻机身分量，使机体更灵敏。

02 涡喷/涡扇发起机

▼

20世纪30年代后期到20世纪40年代初，喷气发起机在英国和德国的诞生，创始了喷气推动新时代和航空事业的新纪元。现代涡轮喷气发起机的结构由进气道、压气机、焚烧室、涡轮和尾喷管组成，战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力焚烧室。

涡轮喷气发起机仍归于热机的一种，就必须遵从热机的做功准则：在高压下输入能量，低压下开释能量。喷气式发起机和活塞式发起机都需求有进气、加压、焚烧和排气这四个阶段。

不同的是，在活塞式发起机中这四个阶段是分时顺次进行的，但在喷气发起机中则是接连进行的，气体顺次流经喷气发起机的各个部分，就对应着活塞式发起机的四个作业方位。

空气首要进入的是发起机的进气道，当飞机飞翔时，能够看作气流以飞翔速度流向发起机，因为飞机飞翔的速度是改变的，而压气机习惯的来流速度是有必定的规模的，因而进气道的功用便是通过可调管道，将来流调整为适宜的速度。

进气道后的压气机是专门用来进步气流压力的，空气流过压气机时，压气机作业叶片对气流做功，使气流的压力，温度升高。在亚音速时，压气机是气流增压的首要部件。

从焚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胀大转化为机械能，带动压气机旋转，在涡轮喷气发起机中，气流在涡轮中胀大所做的功正好等于压气机压缩空气所耗费的功以及传动附件战胜冲突所需的功。

通过焚烧后，涡轮前的燃气能量大幅度提高，因而在涡轮中的胀大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许多，发起机的推力便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，在尾喷管中持续胀大，以高速沿发起机轴向从喷口向后排出。这一速度比气流进入发起机的速度大得多，使发起机获得了反作用的推力。

03 涡桨/涡轴发起机

▼

涡桨/涡轴发起机是在涡喷射起机诞生、成熟后，将活塞发起机涡轮化而研发开展的新式动力。涡桨发起机替代活塞螺旋桨发起机用于固定翼飞机，涡轴发起机替代活塞轴发起机用于旋翼直升机。

涡桨、涡轴发起机主机结构基本是相同的，仅仅中心减速传动系统和推动器不同，所以二者有较大的通用性，简单相互改型派生。

涡轮螺旋桨发起机，简称涡桨发起机，由螺旋桨和燃气发生器组成，螺旋桨由涡轮带动。因为螺旋桨的直径较大，转速要远比涡轮低，只要大约1000转/分，为使涡轮和螺旋桨都作业在正常的规模内，需求在它们之间装置一个减速器，将涡轮转速降至十分之一左右后，才可驱动螺旋桨。

这种减速器的负荷重，结构杂乱，制作本钱高，它的分量一般适当于压气机和涡轮的总重，作为发起机全体的一个部件，减速器在规划、制作和实验中占有适当重要的位置。

涡轮螺旋桨发起机的螺旋桨后的空气流就适当于涡轮电扇发起机的外涵道，因为螺旋桨的直径比发起机大许多，气流量也远大于内在道，因而这种发起机实际上适当于一台超大涵道比的涡轮电扇发起机。

因为涵道比大，涡轮螺旋桨发起机在低速下功率要高于涡轮电扇发起机，但遭到螺旋桨功率的影响，它的适用速度不能太高，一般要小于900km/h。在中低速飞机或对低速功用有严格要求的巡查、反潜或救活等类型飞机中的到广泛应用。

张狂机械控，深度机械爱好者的沟通基地，更精彩内容，请重视咱们的微信大众号称号：张狂机械控（微信号：fkjxk007）