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喷气式发动机如何运作?

日期:2017年4月23日 10:27

  安装在机翼下面的喷气式发动机是飞机最重要的部件之一。长久以来,如果没有发动机技术的进步,飞机的大型化和高速化就无法实现了。发动机内部的螺旋桨通过高速旋转,把外部空气吸进发动机内部,空气经压气机压缩后进入燃烧室,在燃烧室爆炸燃烧后,形成燃气从后喷出,飞机受反作用力的推动,向前行进。

  我轻轻一吹,汽车没了。

  每架波音747飞机上装有4台发动机,每台发动机可以向后排放大约25吨燃气,4台合计可排出100吨燃气。波音777飞机也被称作“双发机”,因为每架波音777装有2台发动机,但它的发动机体积比747的大,每台可排出40吨的燃烧气体。由于这台发动机可以产生如此大的推力,因此只要2台就已经能让大型飞机高速地飞行了。发动机所产生的推力相当大,即便是大型汽车也能轻易地被吹走。

  发动机内部分成压气机、燃烧室、涡轮等不同区域。压气机和涡轮由一根轴承连接着,轴承上有几段连接着一些类似电扇扇叶的东西,叫做风扇叶片。从发动机前部(压气机)到后部(燃烧室),风扇叶片的表面积越来越小。

  风扇叶片高速旋转,不断地把周围的空气吸到发动机内部。同时由于叶片从前到后的表面积越来越小,吸进来的空气会被强烈压缩。被压缩后的高温空气进入燃烧室后,与喷出的飞机燃料混合,由火花塞点燃、爆炸,生成巨大的燃烧气体。这些燃烧气体再从后部排出,推动飞机前进。

  “花瓣形”喷口降低噪声

  有些飞机的发动机外壳的后缘部分被设计成“花瓣形”,不知道大家有没有见过。这种花瓣形喷口的设计,能大大地减弱发动机的噪声。

  让小编解释一下,喷气式发动机产生噪音的原因吧。喷气式发动机其中的一个噪声源是高温高速的燃烧气体。早期的喷气式发动机由于要把吸入的空气全部燃烧掉,所以涡轮喷气飞机会发出很大的噪声。与之相比,现代广泛应用于大型飞机的涡轮风扇发动机的噪声已经被大大消除了。因为涡轮风扇发动机燃烧的只是被吸入的空气中通过中心区域的那一部分。其余的空气由风扇加速之后,经过外侧通道排出机外。因为通过发动机外侧通道排出的“外涵气流”包裹着高温高速的燃烧气体,所以有缓和噪声的效果。

  成为全世界最安静客机---波音787

  即便如此,也绝不能说发动机的噪声很小。估计我们有时候会听到坐在经济舱机翼稍后方座位上的乘客抱怨飞行中被发动机的噪声吵得睡不了觉。

  所以,为了更大限度地降低噪声,设计师们开发了很多装置。其中就包括了前面提到的“花瓣形”喷口。装了“花瓣形”喷口后,高温高速的燃烧气体与外涵气流和发动机周围的空气很巧妙地混合起来,很大程度上缓和了厌烦的噪声。故而,一些比较早期的、达不到噪声控制标准的涡轮风扇发动机都进行了改装。

  以“成为全世界最安静客机”为目标的波音787的发动机也采用了这种“花瓣形”喷口的设计。

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