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渦輪噴氣式發動機有什麼優缺點

汽車 更新时间:2024-08-15 23:06:03

渦輪噴氣式發動機有什麼優缺點?要将化石燃料燃燒所産生的熱能轉化為動能來驅動交通工具,就必須要用到發動機,而常見的發動機大概可以分為兩類,即活塞式發動機和渦輪式發動機,那麼這兩種發動機,哪一種更加強大呢?,接下來我們就來聊聊關于渦輪噴氣式發動機有什麼優缺點?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

渦輪噴氣式發動機有什麼優缺點(活塞式發動機和渦輪式發動機)1

渦輪噴氣式發動機有什麼優缺點

要将化石燃料燃燒所産生的熱能轉化為動能來驅動交通工具,就必須要用到發動機,而常見的發動機大概可以分為兩類,即活塞式發動機和渦輪式發動機,那麼這兩種發動機,哪一種更加強大呢?

也許你會認為這兩種發動機根本就沒有可比性,活塞式發動機不就是我們汽車裡所用的那種發動機嗎?而渦輪式發動機可是能夠裝在飛機上的,這一下不就高下立判了?其實并不是這麼回事,要評判這兩種發動機誰優誰劣,還真不容易,因為它們兩個都是可以裝在飛機上的,我說的可不是那些古董飛機,而是現在依舊在天空中翺翔的飛機們。

本質上螺旋槳飛機與汽車并沒有什麼區别,因為它們都是依靠機械的旋轉而實現運行的,隻不過汽車上旋轉的是車輪,而飛機上旋轉的是螺旋槳。

既然都是旋轉,那麼汽車上所使用的活塞發動機自然也就可以應用在飛機上,隻不過所需的“缸數”要多一些。一般而言,排量在1升以下的汽車多為3缸,1-2.5升的為4缸,3升左右為4缸,4升左右為8缸,而排量在5.5升以上的汽車使用的則是12缸發動機。12缸對于汽車來說已經非常猛了,但對于飛機來說,這也就是剛剛起步而已。對于活塞式發動機,我們都非常熟悉了,它的工作原理也十分簡單,就是通過吸氣、壓縮、點火和排氣的過程促使活塞發生往複運動,然後再将這種往複運動轉化為旋轉運動就可以了。

從活塞式發動機的原理可知,在缸徑相同的情況下,缸數越多,功率就越高,所以要帶動飛機,缸數自然就要多一些。

不過缸數增多了之後,就産生了一個問題,那就是如何排列。在汽車之中,氣缸都是排成一列的,而在飛機之中,氣缸大多是呈現圓圈型排列的,有的是排成一圈,有的是交錯排成兩圈。早期安裝在飛機中的活塞式發動機是随螺旋槳一同旋轉的,而這種飛機的一個顯著特點,就是啟動時,要人在飛機前面手動旋轉螺旋槳。不過這樣的飛機,現在基本已經淘汰了,倒不是因為它需要人手動助力,而是旋轉的發動機不利于結構的穩定性,很容易分崩離析。

現在飛機中的活塞式發動機雖然大多還都是呈現圓圈型排列的,但發動機本身已經不在随螺旋槳一起轉動了。

螺旋槳是個旋轉機械,所以可以應用汽車中所使用的活塞式發動機,那麼所有螺旋槳飛機使用的都是活塞式發動機嗎?并不是。相比活塞式發動機而言,渦輪式發動機的應用更為廣泛,它既可以應用于螺旋槳飛機,也可以應用于噴氣式客機。表面上看起來噴氣式客機與螺旋槳飛機的差異很大,但本質上其實并沒有區别,因為噴氣式客機隻不過是把螺旋槳換成了風扇而已,因此安裝在噴氣式飛機上的渦輪式發動機就被稱為“渦輪風扇發動機”,而安裝在螺旋槳飛機上的渦輪式發動機就被稱為“渦輪螺旋槳發動機”。

渦輪螺旋槳發動機是如何工作的呢?

在發動機運轉時,空氣會從發動機前方進入,最初這些空氣會通過壓縮機葉片而變為壓縮空氣,壓縮空氣繼續向後運動進入燃燒時,然後這些壓縮空氣與燃料混合并被點燃,于是高溫氣體迅速膨脹向後噴出,這些噴出物會推動發動機後方的渦輪葉片,葉片轉動起來并帶動連接軸一起旋轉,這根連接軸連接着發動機前面的壓縮葉片,所以壓縮葉片也會随之轉動并将空氣源源不斷地壓縮進來推往後方,如此循環往複,這就是渦輪螺旋槳發動機的基本原理。

顯而易見,相比之下,渦輪式發動機的結構要更加簡單。

我們都知道,任何機械,結構越簡單,運行越穩定,越不容易出現故障,所以渦輪式發動機的穩定性和耐用性都要顯著強于活塞式發動機,而它的缺點就在于不夠經濟。相比之下,渦輪式發動機由于對材料和工藝的要求極高,且一旦損壞,很難維修,所以價格高昂,通常它隻裝載于大型民航客機,因為渦輪發動機擁有能夠壓縮空氣的特性,這一點可以充分保證飛機的飛行高度。而小型飛機則通常使用活塞式發動機。這并不是說活塞式發動機就要矮一頭,它也有優點,那就是反應速度快,所以它是特技表演機的不二選擇。

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