喷气式发动机和活塞式发动机哪个效率高?

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  • 活塞式航空发动机 huosaishi hangkong fadongji 活塞式航空发动机 aircraft piston engine 为航空器提供飞行动力的往复式内燃机。发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力(见航空发动机)。 从1903年第一架飞机升空到第二次世界大战末期,所有飞机都用活塞式航空发动机作为动力装置。40年代中期在军用飞机和大型民用机上燃气涡轮发动机逐步取代了活塞式航空发动机,但小功率活塞式航空发动机比燃气涡轮发动机经济,在轻型低速飞机上仍得到应用。 工作原理 活塞式航空发动机是一种 4冲程、电嘴点火的汽油发动机。曲轴转动2圈,每个活塞在汽缸内往复运动4次,每次称1个冲程。4个冲程依次为吸气、压缩、膨胀和排气,合起来形成1个定容加热循环(见工程热力学)。发动机热效率与压缩比和燃烧后工质(工作介质)温度有关过大的压缩比会使工质的压力和温度过高,燃油可能在未被电嘴点火前就自动燃烧并形成爆震波(见燃烧学),引起汽缸局部过热和增大零件负荷,降低发动机的可靠性。提高汽油的辛烷值(见航空燃油)是提高压缩比、防止爆震的有效措施。航空汽油的辛烷值一般在 100以上。每个汽缸能发出的功率受到工质温度的限制。每升活塞排量发出的功率称为升功率,一般为22~44千瓦(30~60马力),个别发动机可达59千瓦(80马力),活塞排量是指活塞在汽缸内自最下端移至最上端所扫过的容积 喷气式发动机 喷气式发动机 1939年 德国 科学发明 喷气式发动机 如今人们把连接世界各大城市快速、定期的飞行看作是理所当然的事。这种高效率的空中航行大多是由喷气式发动机来提供动力的,这种发动机是第二次世界大战期间开发出来的。 喷气式发动机之所以行得通,按其性质来说当然是因为每一个作用力都产生同等且相反的反作用力。燃料在发动机中心部位燃烧,将气流排出尾部,这样来驱动飞机,使飞机向前运动。 有两个人认识到可以用这一办法来推进航空器。英国工程师弗兰克·惠特尔在1928年发表了该原理。但独立工作的德国发明家汉斯·奥海因在1930年获得了一项以该想法为基础进行构思的专利。 在第二次世界大战期间,惠特尔和奥海因继续进行研究,当然还是各自为政的,因为英国和德国正处于交战状态。看来对于无论哪个国家来说,能拥有可快速制造的用喷气发动机来推进的航空器,都将是巨大的军事优势。结果,德国人于1939年生产了第一架可飞行的喷气式飞机--"海因克尔he一178"。英国随后在1941年有了"格洛斯特e-28"。 这两种飞机都需要进一步研究改进。直到战争快结束时,喷气式飞机才进入正常的生产状态。所以直到大战结束后几年,喷气式飞机才开始占领天空。 另附:尽管活塞发动机的飞机能每小时飞行700千米,但要达到这一速度需用大量的燃料才行。喷气式发动机以这种速度飞行(实际上速度还可以快得多),在经济上更为合算。
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  • 喷气式发动机啊 现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种,就必须遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。因此,从产生输出能量的原理上讲,喷气式发动机和活塞式发动机是相同的,都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段,不同的是,在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的,但在喷气发动机中则是连续进行的,气体依次流经喷气发动机的各个部分,就对应着活塞式发动机的四个工作位置。空气首先进入的是发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而压气机适应的来流速度是有一定的范围的,因而进气道的功能就是通过可调管道,将来流调整为合适的速度。在超音速飞行时,在进气道前和进气道内气流速度减至亚音速,此时气流的滞止可使压力升高十几倍甚至几十倍,大大超过压气机中的压力提高倍数,因而产生了单靠速度冲压,不需压气机的冲压喷气发动机。进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的,空气流过压气机时,压气机工作叶片对气流做功,使气流的压力,温度升高。在亚音速时,压气机是气流增压的主要部件。从燃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膨胀转化为机械能,带动压气机旋转,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。经过燃烧后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀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很多,发动机的推力就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,在尾喷管中继续膨胀,以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。一般来讲,当气流从燃烧室出来时的温度越高,输入的能量就越大,发动机的推力也就越大。但是,由于涡轮材料等的限制,目前只能达到1650K左右,现代战斗机有时需要短时间增加推力,就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,由于加力燃烧室内无旋转部件,温度可达2000K,可使发动机的推力增加至1.5倍左右。其缺点就是油耗急剧加大,同时过高的温度也影响发动机的寿命,因此发动机开加力一般是有时限的,低空不过十几秒,多用于起飞或战斗时,在高空则可开较长的时间。随着航空燃气涡轮技术的进步,人们在涡轮喷气发动机的基础上,又发展了多种喷气发动机,如根据增压技术的不同,有冲压发动机和脉动发动机;根据能量输出的不同,有涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺桨风扇发动机等。喷气发动机尽管在低速时油耗要大于活塞式发动机,但其优异的高速性能使其迅速取代了后者,成为航空发动机的主流。
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