航空发动机工作原理

航空发动机推进系统按其组成和工作原理可分为两大类:直接反作用推进系统和间接反作用推进系统。一、直接反应推进系统:发动机直接加速工质产生反推力，属于这一类的航空发动机有涡喷发动机、涡扇发动机、冲压发动机；二、间接反应推进系统:发动机只是将燃料燃烧产生的化学能转化为有效功率，以轴功率的形式输出，推理依靠一个特殊的螺旋桨。推进包括飞机的螺旋桨和直升机的旋翼。有活塞、涡桨、桨扇、涡轴发动机和航空发动机。航空发动机可分为两类:活塞式发动机和空气喷气发动机。空气发动机可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不带压气机的冲压发动机。目前，喷气发动机是应用最广泛的航空发动机。喷气发动机是一个总称，包括多种冲压发动机和涡轮喷气发动机。冲压发动机由进气道(又称扩压器)、燃烧室和推进喷管组成，比涡轮喷气发动机简单得多。冲压是迎面而来的气流进入发动机后，减缓和增加静压的过程。这个过程不需要复杂的高速旋转的压气机，这是冲压发动机最大的优势。当进气速度为3倍音速时，理论上可以将气压提高37倍，效率非常高。高速气流经过膨胀减速后，压力和温度升高，然后进入燃烧室与燃油混合。燃烧后温度2000-2200℃，甚至更高，通过膨胀加速，从喷管高速排出，产生推力。所以冲压发动机的推力与进气速度有关。以3倍音速的速度吸入空气，对地面的静态推力可高达200kn。

冲压发动机目前分为亚音速、超音速和高超音速三大类。亚音速冲压发动机以航空煤油为燃料，采用扩张式进气道和收缩式喷管，飞行过程中压力增加比不大于1.89。一般在马赫数小于0.5时无法工作。超声速冲压发动机采用超声速进气道，燃烧室进口为亚音速气流，采用收敛或发散喷管。使用航空煤油或碳氢化合物作为燃料。推进速度为亚音速~ 6倍音速，用于超音速靶机和地空导弹。高超音速冲压发动机采用碳氢燃料或液氢燃料，是一种飞行马赫数高达5 ~ 16的新型发动机。目前还处于发展阶段。前两种发动机统称为亚音速冲压发动机，最后一种称为超音速冲压发动机。我们现在飞的时候看到的一般是后者涡喷发动机1930。英国人弗兰克·惠特尔获得燃气涡轮发动机专利，这是第一个实用的喷气发动机设计。11年后，他设计的发动机首飞，从而成为涡喷发动机的鼻祖。

涡轮喷气发动机原理

涡轮喷气发动机简称涡喷发动机，通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和喷管组成。一些军用发动机在涡轮和尾喷管之间有加力燃烧室。

涡喷发动机是热机，做功的原理是一样的:高压输入能量，低压释放能量。

工作时，发动机首先从进气口吸入空气。这个过程不是简单的开一个进气道，因为飞行速度是可变的，压气机对进气速度有严格的要求，所以进气道必须能够将进气速度控制在合适的范围内。顾名思义，压缩机是用来增加吸入空气的压力的。压缩机主要是风扇叶片的形式，叶片的旋转对气流做了功，增加了气流的压力和温度。然后高压气流进入燃烧室。燃烧室的燃油喷嘴喷射油，油与空气混合后被点燃，产生高温高压的燃气，向后排放。

高温高压气体通过高温涡轮回流，部分内能在涡轮中膨胀，转化为机械能，驱动涡轮旋转。因为高温涡轮与压缩机安装在同一根轴上，所以也带动压缩机旋转，从而反复压缩吸入的空气。

从高温涡轮流出的高温高压气体在尾喷管中继续膨胀，并从尾喷管高速向后排出。这个速度远大于气流进入发动机的速度，从而对发动机产生反推力，驱动飞机向前飞行。