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摘 要:动力装置是飞行器的一项重要技术,本文通过对飞行器动力装置的组成和特点的学习,增加了对飞行器动力装置的了解,从中认识到飞行器动力装置的重要性。飞行器的动力装置是航空动力的重要装置,是提供航空器的动力的重要系统。
关键词:飞行器;动力装置;学习经验
中图分类号:V228 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)32-0035-01
引 言
飞行器动力装置是航空领域中的重要组成部分,所以飞行器动力装置的发展与飞机的研制有着直接关系。本文通过对飞行器动力装置的学习,掌握了飞行器动力装置的工作原理,并认识到动力装置是飞行器的动力源泉,是保障飞行器安全飞行的重要部分。
1 飞行器动力装置的组成
飞行器动力装置,是指飞行器的发动机,以及保证飞行器发动机正常运行所需要的系统和附件的总称。飞行器动力装置与应用的发动机的种类有关,主要由以下七个部分系统组成。
①发动机及其起动和操作系统。发动机将燃料的化学能转化为机械能,然后驱动螺旋桨加速外部空气产生推力或拉力(如活塞式航空发动机和涡轮螺旋桨发动机),或得到反作用推力(如喷气发动机和箭头)。发动机直接作用于落后的气体,涡轮喷气发动机必须以一定的速度工作。起动系统的主要功能是加速发动机的工作速度。根据不同的要求,起动方式分为压缩空气起动、电起动和小型内燃机起动。②发动机固定装置。主要是用来将发动机固定在机体上。③飞机燃油系统。用于储存和供给发动机的油泵,以保证发动机的正常运行。④飞机润滑油系统。活塞发动机和涡轮螺旋桨发动机减速器有许多旋转部件,需要更多的润滑油用于散热和润滑。飞机滑油系统(或外油系统)的作用是向发动机提供润滑油并对其进行过滤和加热,以保证一定量的油循环。润滑油系统一般由一个润滑油箱、一个管道和一个带有过滤装置的空气润滑散热器组成。涡轮喷气发动机和涡扇发动机具有简单的传动部件和少量的油和热。发动机内少量润滑油可以满足燃油的要求,不需要在飞机上设置外润滑油系统。⑤发动机散热器。活塞发动机气缸需要散热。风冷发动机在飞行过程中直接利用迎风气流进行冷却。为了减少冷却空气流量,减少阻力,在气缸后部增加挡板,整个发动机配有整流罩。在整流罩的入口或出口处安装有阻尼器,根据散热要求调节冷却空气的流量。液冷发动机的冷却方法与汽车发动机相似,用循环水或其它液体冷却发动机,冷却剂被蜂窝空气散热器冷却。为了提高冷却效率和降低阻力,散热器通常安装在设计良好的通道中。高温涡轮喷气发动机的其他部分不太高。发动机及其传动附件的散热相对简单,并且从进气口抽出少量空气以流过发动机和飞机之间的环形通道。⑥消防和灭火装置。包括防火墙、预警和消防系统。防火墙本质上是围绕发动机舱的防火隔板。报警系统指示驾驶员定位火灾,以便及时处理。该灭火系统能自动扑灭芽中的火灾,保证飞行安全。⑦进排气装置。包括进气口、排气管和喷管[1]。
2 飞行器动力装置特点
最常用的现代飞行器是涡扇发动机和涡轮喷气发动机。涡轮螺旋桨发动机也广泛应用于中小型亚音速飞机。活塞式发动机仅用于低速轻型飞机,如农用飞机、运动机和观光机。固体火箭发动机和液体火箭发动机只作为起飞加速器使用。
2.1 活塞式发动机
效率低,不适合大、高速飞机使用。活塞式发动机的优点是耗油量低。另外,螺旋桨在低速飞行时效率较高,在相同功率下产生的拉力较大,有利于提高飞行器起飞性能。
2.2 涡轮螺旋桨发动机
涡轮螺旋桨发动机是一种燃气涡轮发动机,其特点是构造简单、功率大、体积小和重量轻,常被用于大型飞机上。但受到螺旋桨的限制,通常只用在飞行速度低于800km/h的飞机上。
2.3 涡轮喷气发动机
涡轮喷气发动机具有重量轻、体积小、功率大等特点,适用于超音速飞行。但在亚音速下,推进效率低,耗油量大。将燃料添加到发动机涡轮后的喷嘴上,形成燃烧室,大大增加了推力,但燃料消耗增加了,只能用于超音速战斗机和轰炸机这种短时超音速的飞行,涡轮喷气发动机在飞行过程中会产生大量的不完全燃烧的黑烟痕迹[2]。
2.4 涡轮风扇发动机
在涡轮喷气发动机(又称为外涵道)外添加风扇通道具有重要意义。风扇通道内的空气气流低,速度小,通过与内部通道内的燃气喷流的混合,降低了整个发动机的排气速度,提高了发动机在亚音速范围内的推进效率,减少了发动机的噪音。目前最常用的涡扇发动机有两种:①大直径高流量比(发动机风扇通道的空气流量与发动机内部气流的比率)的风扇发动机,主要用于高亚音速客车发动机,具有耗油量低、起飞推力大的特点。②具有低流量比的风扇发动机,它具有附加的力燃烧室,它考虑了亚音速节流(不工作在燃烧室中)和高推力(增加燃烧室)的超音速要求,广泛用于各种超音速的飞行器中[3]。
3 结 论
本文通过对飞行器动力装置的学习,了解其组成和特点,从而也认识到飞行器动力装置在航空运行中的发挥的重要作用。由此可见,飞行器的动力装置就相当于飞机的发动机,是为飞行器提供动力的重要装置,是保障航空发展的重要力量。
参考文献
[1]刘 赟.变结构微小空间飞行器释放與运动特性研究[D].南京理工大学,2013.
[2]邢永刚,唐 硕.高超声速巡航飞行器推进系统建模与仿真[J].计算机仿真,2011,28(11):54~58.
[3]赵 彪.高超声速飞行器技术发展研究[D].哈尔滨工业大学,2010.
收稿日期:2018-10-4
关键词:飞行器;动力装置;学习经验
中图分类号:V228 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)32-0035-01
引 言
飞行器动力装置是航空领域中的重要组成部分,所以飞行器动力装置的发展与飞机的研制有着直接关系。本文通过对飞行器动力装置的学习,掌握了飞行器动力装置的工作原理,并认识到动力装置是飞行器的动力源泉,是保障飞行器安全飞行的重要部分。
1 飞行器动力装置的组成
飞行器动力装置,是指飞行器的发动机,以及保证飞行器发动机正常运行所需要的系统和附件的总称。飞行器动力装置与应用的发动机的种类有关,主要由以下七个部分系统组成。
①发动机及其起动和操作系统。发动机将燃料的化学能转化为机械能,然后驱动螺旋桨加速外部空气产生推力或拉力(如活塞式航空发动机和涡轮螺旋桨发动机),或得到反作用推力(如喷气发动机和箭头)。发动机直接作用于落后的气体,涡轮喷气发动机必须以一定的速度工作。起动系统的主要功能是加速发动机的工作速度。根据不同的要求,起动方式分为压缩空气起动、电起动和小型内燃机起动。②发动机固定装置。主要是用来将发动机固定在机体上。③飞机燃油系统。用于储存和供给发动机的油泵,以保证发动机的正常运行。④飞机润滑油系统。活塞发动机和涡轮螺旋桨发动机减速器有许多旋转部件,需要更多的润滑油用于散热和润滑。飞机滑油系统(或外油系统)的作用是向发动机提供润滑油并对其进行过滤和加热,以保证一定量的油循环。润滑油系统一般由一个润滑油箱、一个管道和一个带有过滤装置的空气润滑散热器组成。涡轮喷气发动机和涡扇发动机具有简单的传动部件和少量的油和热。发动机内少量润滑油可以满足燃油的要求,不需要在飞机上设置外润滑油系统。⑤发动机散热器。活塞发动机气缸需要散热。风冷发动机在飞行过程中直接利用迎风气流进行冷却。为了减少冷却空气流量,减少阻力,在气缸后部增加挡板,整个发动机配有整流罩。在整流罩的入口或出口处安装有阻尼器,根据散热要求调节冷却空气的流量。液冷发动机的冷却方法与汽车发动机相似,用循环水或其它液体冷却发动机,冷却剂被蜂窝空气散热器冷却。为了提高冷却效率和降低阻力,散热器通常安装在设计良好的通道中。高温涡轮喷气发动机的其他部分不太高。发动机及其传动附件的散热相对简单,并且从进气口抽出少量空气以流过发动机和飞机之间的环形通道。⑥消防和灭火装置。包括防火墙、预警和消防系统。防火墙本质上是围绕发动机舱的防火隔板。报警系统指示驾驶员定位火灾,以便及时处理。该灭火系统能自动扑灭芽中的火灾,保证飞行安全。⑦进排气装置。包括进气口、排气管和喷管[1]。
2 飞行器动力装置特点
最常用的现代飞行器是涡扇发动机和涡轮喷气发动机。涡轮螺旋桨发动机也广泛应用于中小型亚音速飞机。活塞式发动机仅用于低速轻型飞机,如农用飞机、运动机和观光机。固体火箭发动机和液体火箭发动机只作为起飞加速器使用。
2.1 活塞式发动机
效率低,不适合大、高速飞机使用。活塞式发动机的优点是耗油量低。另外,螺旋桨在低速飞行时效率较高,在相同功率下产生的拉力较大,有利于提高飞行器起飞性能。
2.2 涡轮螺旋桨发动机
涡轮螺旋桨发动机是一种燃气涡轮发动机,其特点是构造简单、功率大、体积小和重量轻,常被用于大型飞机上。但受到螺旋桨的限制,通常只用在飞行速度低于800km/h的飞机上。
2.3 涡轮喷气发动机
涡轮喷气发动机具有重量轻、体积小、功率大等特点,适用于超音速飞行。但在亚音速下,推进效率低,耗油量大。将燃料添加到发动机涡轮后的喷嘴上,形成燃烧室,大大增加了推力,但燃料消耗增加了,只能用于超音速战斗机和轰炸机这种短时超音速的飞行,涡轮喷气发动机在飞行过程中会产生大量的不完全燃烧的黑烟痕迹[2]。
2.4 涡轮风扇发动机
在涡轮喷气发动机(又称为外涵道)外添加风扇通道具有重要意义。风扇通道内的空气气流低,速度小,通过与内部通道内的燃气喷流的混合,降低了整个发动机的排气速度,提高了发动机在亚音速范围内的推进效率,减少了发动机的噪音。目前最常用的涡扇发动机有两种:①大直径高流量比(发动机风扇通道的空气流量与发动机内部气流的比率)的风扇发动机,主要用于高亚音速客车发动机,具有耗油量低、起飞推力大的特点。②具有低流量比的风扇发动机,它具有附加的力燃烧室,它考虑了亚音速节流(不工作在燃烧室中)和高推力(增加燃烧室)的超音速要求,广泛用于各种超音速的飞行器中[3]。
3 结 论
本文通过对飞行器动力装置的学习,了解其组成和特点,从而也认识到飞行器动力装置在航空运行中的发挥的重要作用。由此可见,飞行器的动力装置就相当于飞机的发动机,是为飞行器提供动力的重要装置,是保障航空发展的重要力量。
参考文献
[1]刘 赟.变结构微小空间飞行器释放與运动特性研究[D].南京理工大学,2013.
[2]邢永刚,唐 硕.高超声速巡航飞行器推进系统建模与仿真[J].计算机仿真,2011,28(11):54~58.
[3]赵 彪.高超声速飞行器技术发展研究[D].哈尔滨工业大学,2010.
收稿日期:2018-10-4