问谁知道涡轮喷气发动机的工作原理？

喷气发动机原理及若干工作方式 喷气推进原理 气推进是伊萨克·牛顿(isaac newton)爵士的第三运动定律的实际应用。该定律表述为：“作用在一物体上的每一个力都有一方向相反大小相等的反作用力。”就飞机推进而言，“物体”是通过发动机时受到加速的空气。产生这一加速度所需的力有一大小相等方向相反的反作用力作用在产生这一加速度的装置上。喷气发动机用类似于发动机/螺旋桨组合的方式产生推力。二者均靠将大量气体向后推来推进飞机，一种是以比较低速的大量空气滑流的形式，而另一种是以极高速的燃气喷气流形式。 这一同样的反作用原理出现于所有运动形式之中，通常有许多应用方式。喷气反作用最早的著名例子是公元前120年作为一种玩具生产的赫罗的发动机。这种玩具表明从喷嘴中喷出的水蒸气的能量能够把大小相等方向相反的反作用力传给喷嘴本身，从而引起发动机旋转。类似的旋转式花园喷灌器是这一原理更为实用的一个例子。这种喷灌器借助于作用于喷水嘴的反作用力旋转。现代灭火设备的高压喷头是“喷流反作用”的一个例子。由于水喷流的反作用力，一个消防员经常握不住或控制不了水管。也许，这一原理的最简单的表演是狂欢节的气球，当它放出空气或气体时，它便沿着与喷气相反的方向急速飞走。 喷气反作用绝对是一种内部现象。它不象人们经常想象的那样说成是由于喷气流作用在大气上的压力所造成的。实际上，喷气推进发动机，无论火箭、冲压喷气、或者涡轮喷气，都是设计成加速空气流或者燃气流并将其高速排出的一种装置。当然，这样做有不同的方式。但是，在所有例子中，作用在发动机上的最终的反作用力即推力是与发动机排出的气流的质量以及气流的速度成比例的。换言之，给大量空气附加一个小速度或者给少量空气一个大速度能提供同样的推力。实用中，人们喜欢前者，因为降低喷气速度能得到更高的推进效率。 喷气推进的几种方式 不同类型的喷气发动机，无论冲压喷气、脉冲喷气、燃气轮机、涡轮/冲压喷气或者涡轮-火箭，其差别仅在于“推力提供者”即发动机供应能量并将能量转换成飞行动力的方式。 冲压喷气发动机实际上是一种气动热力涵道。它没有任何主要旋转零件，只包含一个扩张形进气涵道和一个收敛形或者收敛-扩张形出口。当由外部能源强迫其向前运动时，空气被迫进入进气道。当它流过这一扩散形涵道时，其速度或动能降低，而压力能增加。尔后，靠燃油的燃烧来增加其总能量，膨胀的燃气通过出口涵道高速排入大气。冲压喷气发动机常作为导弹和靶机的动力装置，但单纯的冲压喷气发动机不适于作为普通飞机动力装置，因为在它产生推力前，要求向它施加向前的运动。 脉冲喷气发动机采用间歇燃烧原理。与冲压喷气发动机不同，它能在静止状态工作。这种发动机是由类似冲压喷气发动机的一种空气动力涵道构成。它的压力较高，结构比较坚实。进气涵道有许多进气“活门”，在弹簧拉力作用下处于打开位置，通过打开的活门空气进入燃烧室，并靠燃烧喷入燃烧室中去的燃油得到加热，由此引起的膨胀使压力升高，迫使活门关闭，然后膨胀的燃气向后喷出；排气造成降压，使活门重新开启。这种过程周而复始。脉冲喷气发动机曾经被设计成直升机旋翼的推进装置，有的还通过精心设计涵道来控制共振循环的压力变化而省去了进气活门。但脉冲喷气发动机不适于作为飞机动力装置，因为它的油耗高，又无法达到现代燃气涡轮发动机的性能。 火箭发动机虽然也属于喷气发动机，但它们有重大区别。即火箭发动机不用大气作为推进流体，而用它携带的液态燃料或化学分解而形成的燃料与氧气剂的燃烧来产生它自己的推进流体，从而能在地球大气层外工作，但因此它也只适用工作时间很短的情况. 涡轮喷气式发动机应用于喷气推进避免了火箭和冲压喷气发动机固有的弱点，因为采用了涡轮驱动的压气机，因此在低速时发动机也有足够的压力来产生强大的推力。涡轮喷气发动机按照“工作循环”工作。它从大气中吸进空气，经压缩和加热这一过程之后，得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。在高速喷气流喷出发动机时，同时带动压气机和涡轮继续旋转，维持“工作循环”。涡轮发动机的机械布局比较简单，因为它只包含两个主要旋转部分，即压气机和涡轮，还有一个或者若干个燃烧室。然而，并非这种发动机的所有方面都具有这种简单性，因为热力和气动力问题是比较复杂的。这些问题是由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流、以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成的。 飞机速度低于大约450英里/小时(724公里/小时)时，纯喷气发动机的效率低于螺旋桨型发动机的效率，因为它的推进效率在很大程度上取决于它的飞行速度；因而，纯涡轮喷气发动机最适合较高的飞行速度。然而，由于螺旋桨的高叶尖速度造成的气流扰动，在350英里/小时(563公里/小时)以上时螺旋桨效率迅速降低。这些特性使得一些中等速度飞行的飞机不用纯涡轮喷气装置而采用螺旋桨和燃气涡轮发动机的组合 -- 涡轮螺旋桨式发动机。 螺旋桨/涡轮组合的优越性在一定程度上被内外涵发动机、涵道风扇发动机和桨扇发动机的引入所取代。这些发动机比纯喷气发动机流量大而喷气速度低，因而，其推进效率与涡轮螺旋桨发动机相当，超过了纯喷气发动机的推进效率。 涡轮/冲压喷气发动机将涡轮喷气发动机(它常用于马赫数低于3的各种速度)与冲压喷气发动机结合起来，在高马赫数时具有良好的性能。这种发动机的周围是一涵道，前部具有可调进气道，后部是带可调喷口的加力喷管。起飞和加速、以及马赫数3以下的飞行状态下，发动机用常规的涡轮喷气式发动机的工作方式；当飞机加速到马赫数3以上时，其涡轮喷气机构被关闭，气道空气借助于导向叶片绕过压气机，直接流入加力喷管，此时该加力喷管成为冲压喷气发动机的燃烧室。这种发动机适合要求高速飞行并且维持高马赫数巡航状态的飞机，在这些状态下，该发动机是以冲压喷气发动机方式工作的。 涡轮/火箭发动机与涡轮/冲压喷气发动机的结构相似，一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机，而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度，在燃气进入涡轮前，需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释，残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻，但是，其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。

楼上长篇大论，可惜估计是抄的，而且高深，很多人看不懂，连我知道原理的人看起来都头疼。还不如给提问者一些简明扼要的解释。涡轮喷气发动机是燃气轮机的一种，其工作原理简单归纳起来如下：1、用压气机把空气从进气口吸进去，压缩到燃烧室里；2、喷油嘴向燃烧室喷出雾化的油料；3、点火装置将高压空气和油雾混合气点燃；4、混合气燃烧膨胀，推动蜗轮旋转，旋转的蜗轮带动压气机（这是一个反馈）5、混合气燃烧膨胀，经过蜗轮后，从喷气口喷出作功（气体向后喷出，反作用力推动发动机及飞机向前）。涡轮喷气发动机和其它燃气轮机（例如蜗轮风扇发动机、蜗轮轴发动机、冲压喷气发动机）相比，其主要特点是：1、与冲压喷气发动机比较，涡轮喷气发动机具有蜗轮和蜗轮带动的压气机，而冲压喷气发动机没有蜗轮和压气机；2、与蜗轮风扇发动机和蜗轮轴发动机相比，其蜗轮仅用于带动压气机，对外作功靠气体从喷气口喷出，而蜗轮风扇发动机和蜗轮轴发动机不靠喷气作功，而是靠蜗轮带动风扇（蜗轮风扇发动机）作功或者蜗轮带动动力输出轴（蜗轮轴发动机）作功。上述四种发动机的特性比较：…………………··功率··效率··启动·······应用范围蜗轮轴发动机…··最小··最高··静止状态自启动··各种场合都可应用蜗轮风扇发动机··次小··次高··静止状态自启动··只能用于航空器蜗轮喷气发动机··次高··次低··静止状态自启动··只能用于航空器冲压喷气发动机··最高··最低··静止时无法启动··只能用于航空器

3D动画演示飞机涡轮喷气发动机的工作原理！真是精密并且复杂

涡轮喷气发动机工作原理BY 北京龙二 本文旨在用最浅显的道理与简化后的公式来解释看似复杂的涡喷发动机。 由于早期的飞机动力是来自于螺旋桨，大家可能对于螺旋桨推进的原理根深蒂固，从而对喷气试发动机的原理感到摸不到头脑。本文的另一目的就是叫大家认清这两种推动方式的内在区别。 一在讲述正题之前，需要大家复习几个简单的物理概念。 一作用力等于反作用力，简化说就是当你推墙的同时，是可以理解为墙在推你。F作用力=F反作用力好，由于在自然条件下干扰我们思维的因素太多(比如空气阻力呀，重力呀，等等)，所以我们把场景搬到太空，是没重力也没阻力的理想环境。大家知道，如果我们在太空中抛出一个球，在球出手之后，由于人给了球一个推力，使其加速飞离你而去。但由于作用力等于反作用力，你本身也会受到球的一个推力，并且把你反向加速。OK，下面我们做一个设想，假设你在太空坐在一个铁桶里，用安全带把你和铁桶固定在一起，而铁桶里有很多小孩玩的玻璃球，你不停的用弹弓把玻璃球向同一个方向弹射出去，在玻璃球被加速的同时，根据上面说的原理，你是会被反方向的加速的。并且，你弹射出去的玻璃球越重，玻璃球的加速越大，你获得的反方向加速就越大，按照这一原理，只要你不停的弹射出玻璃球，你就会被持续的加速，高速飞离太阳系的。嘿嘿。在这，引入我们的第2个公式：物体的受力的多少与物体的质量和加速度成正比，F=Ma，好，现在把气体的分子看成小玻璃球，去试图理解火箭发动机的工作原理。由前面的原理，我们知道，只要有质量的物体以高速反方向射出，我们就会得到前进的动力。问题的关键就在于如何把物体加速，玻璃球的例子我们用的是弹弓。而火箭用的是燃烧！火箭通过燃料的燃烧把燃料与氧化剂变成最终的气体，而由于燃烧同时带来的高温，把燃烧气体自身加热，而气体本身的热涨冷缩，在单一方向的排放口的情况下把气体分子(带有质量)加速，高速飞离火箭，使火箭获得动力。(燃料工作原理部分这样写纯粹是为了简化问题，使大家看的更清晰，而真正情况下，那些现象几乎是同时发生的)。以上说了很多，只是为了叫大家巩固知识，为最终解释涡轮发动机扑平道路。 好，我们已经知道了，只要有质量的物体以高速射出，我们就能获得反方向的推力，在物体质量不变的情况下，物体的加速度越高，我们获得的推力越大。现在我们回到现实世界，我们怎么去制作我们的推进引擎呢？用弹弓射弹球么？呵呵，显然，利用燃烧，把气体加热进而加速的方法是比较好的。并且，与在太空中不同，我们的周围充满了空气，那我们在燃料燃烧变成气体加热加速的同时(类似火箭发动机)把大气里的空气吸进来加热加速，与燃料燃烧后的气体同时喷射出去，不是就能获得更大的动力了么？(F=MA，速度不变，重量增加)而这个装置就叫做：燃气轮机(gas turbine)首先需要说明的是，这个示意图是简化了加热空气(俗称加力燃烧)，它只是从大气中吸取部分氧气，与航空燃料燃烧，然后喷射而维持其自身运转的内核装置。下面我描述一下的它的工作原理：压缩机吸入空气并使其增压，(大家还记得初中物理的压燃实验么？气体被压缩后温度变高，可以点燃玻璃管里的绒布。)高压气体进入燃烧室，与燃料混合后强烈燃烧。燃烧后的高温高压气体通过涡轮机，推动涡轮加速旋转，使一部分势能转换成涡轮转动的机械能，通过传动带动压缩机继续工作。接着被热加速的高速气体分子(气流)通过排气口进入大气，形成真正的动力。可见，由于气体最终速度取决气体的膨胀程度，而膨胀程度有取决于气体本身的温度，是越高越好的。但是，由于材料的问题，我们不能找到更加耐热的材料，一般的温度控制在1000度左右。而要使燃气轮机的效率更高的一个条件就是找到更好的耐热材料。好，通过上面陈繁的叙述，终于可以谈到主角了，对，航空涡轮喷气发动机。 三涡轮喷气发动机(turbo jet)由于前面已经说了很多，如果大家真的看懂了前面的话，我想大家应该可以自己设计出涡轮喷气发动机了，注意，是设计，不是制造。嘿嘿前面说过，我们周围有大气，我们的涡轮机通过从大气中提取燃烧所需的痒气，加热气体分子，那么，我们可不可以用燃气的热量去加热空气呢？(F=MA，速度不变，重量增加，加速更多的空气分子)这个装置就是是今天的主角，涡轮喷气发动机了。工作原理：压缩机(高低压风扇组)吸入空气并使其增压。一部分高压气体进入燃烧室，与燃料混合后强烈燃烧。燃烧后的高温高压气体通过涡轮机，推动涡轮加速旋转，使一部分势能转换成涡轮转动的机械能，通过传动带动压缩机继续工作。另一部分气体直接进入加力燃烧室进行2次燃烧(就是加热大气分子的过程)，此时加力燃烧室内的被加速的空气分子以极大的能量通过可调尾喷管喷射而出，形成强大的推力！能量有多大呢？中小型涡轮喷气发动机的推力可达2000-80，000牛，大型的可以突破10W牛，一架2马赫的重型轰炸机的发动机功率约为7W千瓦，如果用来发电足以满足一个中型城市的用电量。厉害厉害，我们得感谢它的发明人英国的惠特尔爵士。从发动机的入口到出口之间，气流在各处的流速不同，速度为2马赫的发动机喷口处的气流速度越为700~800M/秒。值得一说的就是，发动机的转子平均要以1万转/秒的速度旋转，产生极大的离心力，所以要求部件要有非常好的强度，涡轮叶片在高速转动中离心力可打10万牛，如果粉碎就会爆炸，能击穿1厘米厚的钢板。说道这里，我想罗嗦一句，我相信大家通过我上面的解说，应该可以大致的了解了涡轮发动机的原理了，也就是说，是个很好理解的概念，而真正困难的地方在于制造，要有大量的其他的技术铺垫，比如，材料力学，耐温材料，精密加工，等等等等，而这些技术是要靠不停的实验，积累，改进工艺才能做到的，也就是说，设计是很容易的事情，再此我也要驳斥那些企图通过不停的设计来保持先进水平的人，那纯粹是幻想！比如航母。OK，涡轮喷气发动机算是写完了，最后在略微的谈一下涡扇喷气发动机。 四涡扇喷气发动机(FAN-JET)涡扇发动机可以理解(不一定精确)为在压气机前加装可控风扇型涡轮发动机。它通过传感器与可调角度的风扇转子通过与电脑的连接，达到最佳的进气效果，进入压气机的气流非常平稳，并且能量损失极小。经过风扇后的空气压强可加大1-2倍，然后在进入压气机与加力燃烧室。好了好了，算是写完了。