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螺旋桨飞机原理和风扇是一样吗(飞机喷气发动机反推的原理是什么?)

时间:2024-11-17 10:02:15

简单地说,反推分两种:

涡轮风扇发动机:靠改变外涵道喷气方向,减少向后喷射的气体量来达到辅助减速的效果;


稍微详细一点说一下涡扇发动机的反推装置吧。


首先当我们谈论到反推装置的时候,我们一般讲的是民用大涵道比发动机。


为什么是民用?民机相比于军机而言,质量大,惯性大,对飞行平稳度要求高,所以降落的时候更需要用反推力装置,而军机一般在后面加个降落伞就可以了。另外反推力装置是比较繁复的一套系统,会大大增加发动机的重量,对于军机来说会降低其机动性和作战能力,而对于民机来说,增大的重量和其本身巨大的重量相比,就显得没那么严重了。还有一点,反推力装置不光在降落时发挥作用,当飞机出现故障(如舵面失控)或出现紧急状况(如跑道入侵)时,它能够起到应急的作用(不详细展开),而一般民用飞机才会考虑这些,军机?呵呵。

为什么是大涵道比涡扇发动机?这个就涉及反推装置原理了。其实就是高中学到的动量原理,气往后喷,飞机就往前飞,往前喷气,加速度就往后,()反推装置就是改变气流方向的,气流从哪里来?那就是外涵道了。不是说内涵的起不行,而是引外涵道气流更加方便安全。内涵道是高温燃气,民用涡扇发动机涡轮前温度能达到1200摄氏度,涡轮后温度也大几百度,如果反推装置不使用冷却装置将很难hold住这样的温度。



上图是CFM56的温度分布,可以看出内涵气体温度基本都为强烈的暖色调,要比外涵高出很多的。另外内涵道涉及高压压气机,燃烧室,高压涡轮,机械结构负责,反推装置设计会比较麻烦,并且内涵道气体主要用于驱动涡轮和压气机转动,这部分能量很多最后是转为外涵道气体的动能的。所以用内涵道燃气来做反推是吃力不讨好的。相比而言,温度低,动量大的外涵道气体就可爱多了。

上图可见,外涵流量大,气路简单,机械结构简单。因此,这样的反推装置一般只会出现在大涵道比的发动机上,足够大的外涵道流量才足以抵消反推装置的重量负担并且提供足够的反推力。 终于可以说说反推装置的结构了,在涡扇发动机中,一般都是采用液压机械式的(如下图)。

这是以前在网上下的图,现在不知道出处了,蒙皮下面就是一个个的液压作动筒了,是不是还能看出某航的标志。大致原理就是通过液压机构调节一些阀门的开合,从而控制气流的流向。这两天要开始插秧了,灌溉渠里的水哗哗的先进了村里书记他小姨子的水稻田,等这边水放足了,书记慢慢转动水闸阀门,于是水就改到去了农民伯伯那边。这边也是一样,飞机降落了,机长按下按键,于是液压筒推着对应装置缓缓移动,虽然慢,但都是吨级的力(具体我得去翻书),这时在外涵道内,会有阀门挡住气流,组织其向后流动,气流就会沿着新出现的路径,绕个弯向前喷出。从发动机外面看,就像在机身上开出了一朵花面向前的葵花(如下图,本来想说菊花)。

从正面看,确实是一个孔一个孔的,气体从这些孔里出来,从而起到减速的作用。

来个侧面的

好吧,来张正常点的图,嘿嘿,裸发动机的。

这个是rb199,内涵部分加反推挡板,可以看到反推和内涵基本上是独立的两个部分,在这个外面还要再蒙上一圈才能组成发动机的外涵道。

对于现代喷气式客机,反推装置最终都是改变发动机喷气方向获得向后的力,使飞机着陆滑跑时更快地减速。当然,一般都是改变发动机外涵道气流,因为外涵道气流温度低且推力大(一般外涵道气流是由风扇提供的冷气流,提供80%左右的推力)。常见的反推分两种:

1、折流门式。就像下面图里那样,支开一块块板的就是啦。

2、后退折流格栅式。你会看到发动机整流罩后面一截全部往后移动,留下一个环状的空隙,仔细观察,里面可以见到格栅。这种方式要求几个作动筒同步协作使反推整流罩移动,作动筒不同步的话你懂的,故障率比折流门式的要高一些。