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噴氣式飛機(jī)
來源:互聯(lián)網(wǎng)

飛機(jī)是指具有一具或多具發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)的推力或拉力,由機(jī)身的固定機(jī)翼產(chǎn)生升力,在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的航空器。飛機(jī)是最常見的一種固定翼航空器。按照其使用的發(fā)動(dòng)機(jī)類型又可被分為噴氣飛機(jī)和螺旋槳飛機(jī)

噴氣式飛機(jī)誕生在二戰(zhàn)末期,德國人于1942年研制了世界上第一種實(shí)用噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)“梅塞施密特”Me-262,但由于設(shè)計(jì)和制造工藝都很不成熟,在二戰(zhàn)中并沒有發(fā)揮多大作用。

起源

背景開端

從飛機(jī)問世直到20世紀(jì)40年代初期,所有飛機(jī)無一例外都裝備和使用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳,此后,當(dāng)需要不斷提高飛機(jī)的速度時(shí),設(shè)計(jì)者們又面臨著新的困難。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)飛機(jī)速度提高到接近800千米/小時(shí)時(shí),螺旋槳產(chǎn)生的推力不夠用了,活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的效率也降低了;如果試圖用增加功率的辦法增加動(dòng)力,那么此時(shí)的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)就像當(dāng)年的蒸汽機(jī)一樣變得沉重不堪。

噴氣機(jī)最初于1928年在英國開發(fā),但1936年在德國得到完善,當(dāng)時(shí)恩斯特·亨克爾博士領(lǐng)導(dǎo)了第一架噴氣式飛機(jī)的建造。

與普通飛機(jī)相比,噴氣式飛機(jī)的速度和動(dòng)力是眾所周知的。它們能在高速下達(dá)到最大效率,甚至可以進(jìn)入超音速(比音速快)。噴氣式飛機(jī)通常可以以980km/h的速度飛行,并在14.9km的高度飛行。

技術(shù)原理

噴氣式飛機(jī)采用的是渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是從內(nèi)部把氣體不斷排向后方,利用氣體的反作用力產(chǎn)生推力。與螺旋槳最大的不同是飛機(jī)上的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不是把外面的空氣向后排去而是將外部空氣吸入內(nèi)部以后,再由內(nèi)向外將這些氣體排出。

發(fā)展

演化進(jìn)程

世界上第一架以渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的噴氣式飛機(jī)是1939年由德國人亨克爾設(shè)計(jì)的He-178戰(zhàn)斗機(jī),8月29日首飛時(shí)就達(dá)到了每小時(shí)700公里的速度。

20世紀(jì)40~50年代是噴氣式飛機(jī)迅速發(fā)展的年代。隨著高速空氣動(dòng)力學(xué)理論和飛機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步,1947年10月14日,美國X-1研究機(jī)首次突破了聲障,隨后出現(xiàn)了第一代超聲速戰(zhàn)斗機(jī)。

60年代是噴氣式客機(jī)發(fā)展的黃金十年,這10年間共有16種全新客機(jī)飛上了天空。

其中第一架是1960年3月29日首飛的圖波列夫公司圖-124,該機(jī)實(shí)質(zhì)上是圖-104客機(jī)的四分之三比例縮小型,被作為短程支線客機(jī)研制。

現(xiàn)狀

動(dòng)力類別

噴氣式飛機(jī),包括渦論噴氣式和渦論風(fēng)扇噴氣式飛機(jī)。這種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,速度快,一般時(shí)速可達(dá)500-600英里;燃料費(fèi)用節(jié)省,裝載量大,一般可載客400-500人或100噸貨物。

一般而言,現(xiàn)代噴氣式飛機(jī)所采用的動(dòng)力來源主要以渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)所衍生而來的:渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),

渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),是指由噴管噴射出的燃?xì)馀c風(fēng)扇排出的空氣共同產(chǎn)生反作用推力的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。由壓氣機(jī)、燃燒室、高壓渦輪(驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī))、低壓渦輪(驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇)和排氣系統(tǒng)組成。其中前3部分稱為“核心機(jī)”,由核心機(jī)流出的燃?xì)庵械目捎媚芰浚徊糠钟糜趲?dòng)低壓渦輪以驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇,一部分在噴管中用以加速噴出的燃?xì)狻:辣扰c耗油率關(guān)系密切。

渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),可看作是將渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇放大為螺旋槳的超大涵道比無加力燃燒的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)剩余的高溫燃?xì)膺€能提供部分推力,無限追求燃燒效率。

渦軸發(fā)動(dòng)機(jī),在傳統(tǒng)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)獍l(fā)生器后,加裝一套渦輪(一級(jí)或多級(jí)),讓燃?xì)庠谶@后一套渦輪(一般稱為動(dòng)力渦輪或低壓渦輪)中膨脹,驅(qū)動(dòng)其高速旋轉(zhuǎn)并發(fā)出一定功率。這些功率通過穿過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力軸(也稱動(dòng)力渦輪前軸),經(jīng)壓氣機(jī)前的減速器減速后,再由輸出軸輸出。

實(shí)踐應(yīng)用

噴氣式飛機(jī)是一種使用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來源的飛機(jī)。噴氣式飛機(jī)所使用的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)靠燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體向后高速噴射的反沖作用使飛機(jī)向前飛行,它可使飛機(jī)獲得更大的推力,飛得更快。噴氣式飛機(jī)主要是用作客機(jī),運(yùn)載人用的。

其中,商用噴氣飛機(jī)領(lǐng)域有著巨大的市場需求,波音公司、空客雙寡頭壟斷制造商不斷升級(jí)的市場競爭,對(duì)各種創(chuàng)新技術(shù)和新機(jī)型的發(fā)展起到了重要的催化作用.未來更加節(jié)能環(huán)保、舒適便捷、性能優(yōu)良的新一代商用噴氣飛機(jī),在21世紀(jì)頭十年末和下一年代初將源源不斷地投入市場,并逐漸占據(jù)市場的主導(dǎo)位置.未來,世界商用噴氣飛機(jī)領(lǐng)域?qū)⒑椭鴫艛唷⒏偁帯?chuàng)新的主旋律快速發(fā)展。

經(jīng)典代表

軍用

F-86戰(zhàn)斗機(jī)是第一代噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)中的代表,F(xiàn)-86是美國研發(fā)出的第一代噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)中的代表,主要用于空戰(zhàn)、攔截與轟炸。它曾在朝鮮戰(zhàn)場上被大量使用,主要對(duì)手是蘇聯(lián)米格-15戰(zhàn)斗機(jī)

民用

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,大量軍用運(yùn)輸機(jī)退出現(xiàn)役,大量合格的軍隊(duì)飛行員也在尋找工作,憑借這些豐富資源,私營航空公司如雨后春筍般出現(xiàn),五花八門的軍用運(yùn)輸機(jī)被改裝成客機(jī)開始飛往全球各個(gè)角落。

1957年12月20日首飛的波音707是367-80的改進(jìn)型,被公認(rèn)為第一種真正獲得商業(yè)成功的噴氣式客機(jī)。

波音707于1958年10月26日開始在泛美世界航空服役,不久該機(jī)就派生出了707-138遠(yuǎn)程型和707-320加長型,兩者都在1959年開始服役,此外還有1960年問世的720短程型。波音707將主宰60年代的噴氣式客機(jī)市場,在整個(gè)70年代變得無所不在。到最后一架波音707在1979年下線時(shí),該機(jī)總產(chǎn)量達(dá)到了1010架。拜波音707強(qiáng)勁銷售業(yè)績所賜,波音公司一舉成為全球最大的客機(jī)制造商。

參考資料 >

【翼族·知識(shí)】飛機(jī)基本知識(shí):飛機(jī)的種類是怎樣劃分的?.微信公眾平臺(tái).2023-08-18

朝鮮戰(zhàn)場武器大比拼(3) 噴氣式戰(zhàn)斗機(jī).微信公眾平臺(tái).2023-08-18

噴氣式飛機(jī)的出現(xiàn).中國民用航空局.2023-08-18

遨游看世界:19種不同類型的飛機(jī).微信公眾平臺(tái).2023-08-18

3D演示噴氣式客機(jī)工作原理,看完會(huì)造了嗎?.微信公眾平臺(tái).2023-08-18

噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的原理和構(gòu)造.中國民用航空局.2023-08-18

【陳光教授談航空發(fā)動(dòng)機(jī)】第11期:世界噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)演進(jìn)史|陳光談航空.微信公眾平臺(tái).2023-08-18

航空詞匯知多少——噴氣式飛機(jī).中國軍網(wǎng).2023-08-18

噴氣式客機(jī)之黃金十年.微信公眾平臺(tái).2023-08-18

航空器都有哪些分類標(biāo)準(zhǔn)?.微信公眾平臺(tái).2023-08-18

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