大家好，今天小編關(guān)注到一個(gè)比較有意思的話題，就是關(guān)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)機(jī)械原理動(dòng)畫(huà)的問(wèn)題，于是小編就整理了1個(gè)相關(guān)介紹飛機(jī)結(jié)構(gòu)機(jī)械原理動(dòng)畫(huà)的解答，讓我們一起看看吧。
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的原理是怎樣的？
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)有很多種形式，最早的是活塞螺旋槳飛機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)什么區(qū)別，也有直4、直6、V6、V8、V12等形式，通過(guò)輸出軸連接螺旋槳。
后來(lái)出現(xiàn)了星形發(fā)動(dòng)機(jī)，也是活塞螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的一種，其特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)呈星形中心對(duì)稱(chēng)排列，發(fā)動(dòng)機(jī)工作的時(shí)候振動(dòng)小，而且比直列和V型的散熱要好（直列發(fā)動(dòng)機(jī)和V型發(fā)動(dòng)機(jī)只有最前面的氣缸散熱最好，后面的氣缸被前面的擋住了，所以必須要用復(fù)雜的水冷散熱系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)損壞就要立即迫降，不然發(fā)動(dòng)機(jī)一會(huì)兒就過(guò)熱損壞了，星形發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸散熱條件都很好，可以用簡(jiǎn)單的風(fēng)冷冷卻，特別適合飛機(jī)使用）。
如果要飛機(jī)飛得更快，除了飛機(jī)機(jī)身、翼型的設(shè)計(jì)上要改變之外，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率也要加大。對(duì)于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，增大功率要么增加發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)，要么增加發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。但是發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)增加會(huì)增加機(jī)頭重量，影響重心分布，增加發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)極限較低，所以對(duì)于高速發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞發(fā)動(dòng)機(jī)有很多先天不足。
后來(lái)發(fā)明了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，1928年奧匈帝國(guó)的Albert Fonó在德國(guó)注冊(cè)了沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的專(zhuān)利并在1932年獲得通過(guò)。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的原理非常簡(jiǎn)單：飛行時(shí)迎面氣流在通過(guò)涵道的過(guò)程中將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)?a href="http://xiupc.cn/tags-y-l.html" target="_blank" class="QIHEIHQec9e0581b1c574f2 relatedlink">壓力能，經(jīng)壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室與燃料混合進(jìn)行等壓燃燒，生成的高溫燃?xì)?/a>在噴管中膨脹加速后排出，產(chǎn)生推力。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，非常適合高速飛行，但是沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)題是不能從初速為0的狀態(tài)啟動(dòng)，因?yàn)榭諝鉀](méi)辦法壓縮，所以必須要有別的方式先讓飛機(jī)向前動(dòng)起來(lái)才行。如SR71就是低速用渦噴，高速用沖壓。
同樣1928年，英國(guó)克倫威爾***空軍學(xué)院的弗蘭克·惠特爾提出了新的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，在1932年獲得了專(zhuān)利，就是后來(lái)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其原理是發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)（可以使用電啟動(dòng)）后，前面的壓氣機(jī)將空氣壓縮，然后進(jìn)入燃燒室點(diǎn)火燃燒，后面跟著的是渦輪，渦輪受燃燒室氣體膨脹推動(dòng)的作用高速旋轉(zhuǎn)，為前面的壓氣機(jī)提供動(dòng)力。如米格17、F4等飛機(jī)。
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航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械，為航空器提供飛行所需動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)。作為飛機(jī)的心臟，被譽(yù)為“工業(yè)***上的明珠”，是一個(gè)國(guó)家科技、工業(yè)和國(guó)防實(shí)力的重要體現(xiàn)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展主要經(jīng)歷以下步驟：
航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要包括活塞式、渦輪噴氣和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，下面主要介紹一下應(yīng)用廣泛的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)原理。
附件系統(tǒng)包括燃油、潤(rùn)滑、啟動(dòng)、空氣、電氣、加力燃燒室，推力轉(zhuǎn)向裝置以及矢量噴管等系統(tǒng)：
渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)連續(xù)不斷地吸入空氣，空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)中經(jīng)過(guò)壓縮、燃燒和膨脹過(guò)程產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽車(chē)姵?，氣體動(dòng)量增加，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生反作用推理。
進(jìn)氣道將工質(zhì)引入→壓氣機(jī)增壓→燃燒室噴油燃燒加熱→渦輪膨脹做功帶動(dòng)壓氣機(jī)→尾噴管膨脹加速→高速排氣到體外。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)分為很多種類(lèi)。大體分為直射式和外加推進(jìn)器兩種。噴射式的有渦噴，渦扇，沖壓式等。外加推進(jìn)器的有渦槳，槳扇，渦軸，活塞等。不同類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)原理有一定的差別，但總的來(lái)說(shuō)還是依靠作用力與反作用力或者動(dòng)量定理。
其中活塞發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理相同。沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)制止來(lái)流壓縮空氣，燃燒膨脹，直接噴出獲得向前的推動(dòng)力。它一般用于高超聲速飛行器，缺點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)需要很高的速度。
渦噴渦扇等航空燃?xì)廨啓C(jī)本質(zhì)上是熱機(jī)和推進(jìn)器的組合體。熱機(jī)從高溫?zé)嵩次鼰?這里的高溫實(shí)質(zhì)上是高壓)，向低溫熱源(大氣)放熱。能量一部分對(duì)渦輪做功(渦輪帶動(dòng)前面壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng))，一部分直接噴出。這一過(guò)程服從布雷頓循環(huán)。推進(jìn)器(主要指渦噴渦扇中的尾噴管)通過(guò)截面面積的變化使氣流加速。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口出口氣流動(dòng)量不同，由動(dòng)量定理可知會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向前的力。這個(gè)力與發(fā)動(dòng)機(jī)前后產(chǎn)生的壓差推力和就為發(fā)動(dòng)機(jī)的總推力。
渦槳，槳扇，渦軸熱機(jī)部分原理與渦噴相似，但它們很少或不直接向外噴出氣流使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得反作用力。而主要是通過(guò)輸出軸功，用外部的風(fēng)扇，螺旋槳，旋翼等產(chǎn)生推力或直升機(jī)的升力。
飛機(jī)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)具有多種類(lèi)型，不同類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理并不相同。目前主要的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)包括活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪噴氣（簡(jiǎn)稱(chēng)“渦噴”）發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳（簡(jiǎn)稱(chēng)“渦槳”）發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇（簡(jiǎn)稱(chēng)“渦扇”）發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)“渦軸”）、沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
活塞發(fā)動(dòng)機(jī)是歷史最為悠久的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的原理基本沒(méi)有差別，主要區(qū)別在于車(chē)用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的是車(chē)軸，而航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的是槳葉，并通過(guò)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生拉力使飛機(jī)獲得向前飛行的速度。
渦噴、渦槳、渦扇可以說(shuō)是“一門(mén)三兄弟”，三者的共通性在于都具有進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室與渦輪、噴管，部分還具有加力燃燒室。三者的區(qū)別在于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)具有減速齒輪和螺旋槳，而渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)比渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)增加一到兩級(jí)低速渦輪。從工作原理來(lái)說(shuō)，三者都是吸入空氣后進(jìn)行加壓、燃燒并排氣，但渦扇和渦噴為通過(guò)噴管產(chǎn)生推力推動(dòng)飛行器飛行，而渦槳?jiǎng)t是驅(qū)動(dòng)螺旋槳拉動(dòng)飛行器向前飛行（這一點(diǎn)與活塞發(fā)動(dòng)機(jī)相同）。
渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)和工作原理上與渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)基本雷同，同一種核心機(jī)能夠發(fā)展出相同功率級(jí)別的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。所不同的是，渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)具有自由渦輪，可以通過(guò)自由渦輪帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并帶動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)是直升機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力裝置，目前世界各國(guó)的直升機(jī)除少數(shù)***用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)外，絕大多數(shù)都是渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是高空高速飛行器動(dòng)力裝置的標(biāo)配。與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)相比，沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多，僅具有進(jìn)氣道、擴(kuò)壓器、燃燒室和噴管，工作時(shí)吸入空氣高速?zèng)_入發(fā)動(dòng)機(jī)致使壓力上升，在壓力達(dá)到一定數(shù)值后噴入燃料并與高溫空氣混合燃燒、形成燃?xì)庥蓢姽車(chē)姵鲂纬赏屏?。由于沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)難以在低速條件下啟動(dòng)和工作，因此沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)一般與其他類(lèi)型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)配合使用。
火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)和工作原理上與運(yùn)載火箭或?qū)検褂玫幕鸺l(fā)動(dòng)機(jī)基本相同。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)具有燃燒室和噴嘴，工作時(shí)燃料和氧化劑注入燃燒室進(jìn)行燃燒并產(chǎn)生燃?xì)猓ㄟ^(guò)噴嘴排出產(chǎn)生推力。一般來(lái)說(shuō)，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)僅用作高速飛行器或?qū)椀膭?dòng)力裝置，如美國(guó)的X-15高空高速試驗(yàn)機(jī)即***用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，大部分空空導(dǎo)彈也***用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，在常規(guī)起降飛機(jī)需要短距起飛時(shí)，也可以掛裝助推火箭加快起飛速度。
以渦扇為例，風(fēng)扇內(nèi)涵與低壓提供初步壓比，壓氣機(jī)進(jìn)一步增壓，燃燒室在高壓比下等壓膨脹，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為焓能，高壓高速氣流推動(dòng)高壓渦輪做功，此功用于高壓壓氣機(jī)對(duì)氣流進(jìn)行增壓。氣流通過(guò)高壓渦輪的剩余焓能推動(dòng)低壓渦輪，低壓渦輪帶動(dòng)風(fēng)扇與低壓壓氣機(jī)，風(fēng)扇外涵推動(dòng)氣流為飛機(jī)提供推力。對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)，通過(guò)低壓渦輪的氣流還有較大焓能，也會(huì)為飛機(jī)提供推力。
到此，以上就是小編對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)機(jī)械原理動(dòng)畫(huà)的問(wèn)題就介紹到這了，希望介紹關(guān)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)機(jī)械原理動(dòng)畫(huà)的1點(diǎn)解答對(duì)大家有用。
