摘要：所有喷气发动机，也称为燃气轮机，都基于相同的原理工作，发动机用风扇从前部吸入空气，压缩机提高空气的压力。压缩机是由许多叶片连接到轴上制成的。叶片高速旋转，压缩或挤压空气。然后，压缩空气被喷上燃料，电火花点燃混合物。燃烧的气体膨胀并通过发动机后部的喷嘴喷出。当喷

发动机工作原理

所有喷气发动机，也称为燃气轮机，都基于相同的原理工作，发动机用风扇从前部吸入空气，压缩机提高空气的压力。压缩机是由许多叶片连接到轴上制成的。叶片高速旋转，压缩或挤压空气。然后，压缩空气被喷上燃料，电火花点燃混合物。燃烧的气体膨胀并通过发动机后部的喷嘴喷出。当喷气式飞机向后喷射时，发动机和飞机被向前推进。当热空气流向喷嘴时，它会穿过另一组称为涡轮机的叶片。涡轮机与压缩机连接在同一根轴上。旋转涡轮机会导致压缩机旋转。

空气穿过发动机的核心及核心周围，这会导致一些空气非常热，而另一些则更冷。然后，较冷的空气在发动机出口区域与热空气混合，产生更大推力。

推力是推动发动机并因此推动飞机前进的前进力。艾萨克·牛顿爵士发现，“每一个作用力都有一个相等且相反的反作用力。”发动机利用了这一原理。发动机吸入大量空气。空气被加热、压缩。空气被迫穿过许多旋转的叶片，这种空气与喷气燃料混合，空气的温度可以高达三千度。空气的动力被用来转动涡轮机。最后，当空气离开时，它会向后推出发动机，推动飞机向前飞行。

喷气发动机的组成

风扇--风扇是涡扇发动机的第一个部件。大型旋转风扇吸入大量空气，风扇的大部分叶片由钛制成。然后，它使空气加速并将其分成两部分。一部分继续穿过发动机的“核心”或中心，第二部分“绕过”了发动机的核心。它通过一个围绕核心的管道到达发动机后部，在那里它产生了推动飞机前进的大部分力。这种较冷的空气有助于使发动机安静下来，并增加发动机的推力。

压缩机--压缩机是发动机核心的第一个部件。压缩机由带有许多叶片的风扇组成，并连接到轴上。压缩机将进入其中的空气挤压到越来越小的区域，导致空气压力增加。这导致空气的能量增加。压缩的空气被压入燃烧室。

燃烧器--在燃烧器中，空气与燃料混合，然后点燃。有多达20个喷嘴将燃料喷射到气流中。空气和燃料的混合物着火了，提供高温、高能的气流。燃料与压缩空气中的氧气一起燃烧，产生热膨胀气体。燃烧器的内部通常由陶瓷材料制成，形成耐热室，温度可达2700°。

涡轮机--从燃烧室流出的高能量气流进入涡轮机，导致涡轮机叶片旋转。涡轮机通过轴连接，以转动压缩机中的叶片并旋转前部的进气扇。 旋转从用于驱动风扇和压缩机的高能气流中获取能量。燃烧室中产生的气体穿过涡轮机并旋转其叶片。通过在轴上，轴之间有几组滚珠轴承，喷气式飞机的涡轮机每分钟旋转数千次。

喷嘴--喷嘴是发动机的排气管。这是实际为飞机产生推力的发动机部件。通过涡轮机能量耗尽的气流，以及绕过发动机核心的较冷空气，在离开喷嘴时产生一股力，推动发动机前进，从而推动飞机前进。热空气和冷空气的组合被排出并产生废气，从而产生向前推力。喷嘴前面可能有一个混合器，它将来自发动机核心的高温空气与风扇中旁通的低温空气混合在一起。混合器有助于使发动机更安静。

喷气发动机的类型

涡轮喷气发动机

涡轮喷气发动机从发动机前部开口吸入的空气在压缩机中被压缩到其原始压力的3到12倍，将燃料添加到空气中并在燃烧室中燃烧，以将气体混合物的温度提高到约1100°F至1300°F。产生的热空气通过涡轮机，驱动压缩机，如果涡轮机和压缩机效率高，涡轮机排放口的压力将接近大气压的两倍，多余的压力被输送到喷嘴，产生高速气流，从而产生推力。通过采用加力燃烧室可以将推力大幅增加。它是位于涡轮机之后和喷嘴之前的第二个燃烧室。加力燃烧室提高了喷嘴前方气体的温度。温度升高的结果是起飞时推力增加了约40%。

涡轮喷气发动机是一种反应式发动机。在反应式发动机中，膨胀的气体会用力推压发动机的前部。涡轮喷气发动机吸入空气并对其进行压缩或挤压。气体流过涡轮机并使其旋转。这些气体反弹并从排气口后部喷出，推动飞机向前。

涡轮螺旋桨飞机

涡轮螺旋桨发动机是一种附在螺旋桨上的喷气发动机。后部的涡轮机由热气体转动，这会转动一根驱动螺旋桨的轴。一些小型客机和运输机由涡轮螺旋桨发动机提供动力。

与涡轮喷气发动机一样，涡轮螺旋桨发动机由压缩机、燃烧室和涡轮机组成，空气和气体压力用于运行涡轮机，然后产生动力来驱动压缩机。与涡轮喷气发动机相比，涡轮螺旋桨发动机在飞行速度低于约500英里/小时时具有更好的推进效率。现代涡轮螺旋桨发动机配备的螺旋桨直径较小，但叶片数量较多，可在更高的飞行速度下高效运行。为了适应更高的飞行速度，叶片呈弯刀形，叶片尖端有后掠前缘。配备这种螺旋桨的发动机被称为螺旋桨发动机。

涡扇发动机

涡扇发动机的前部有一个大风扇，可以吸入空气。大部分空气围绕发动机外部流动，使其更安静，并在低速时提供更大的推力。今天的大多数客机都是由涡扇发动机提供动力的。在涡轮喷气发动机中，所有进入进气口的空气都会通过由压缩机、燃烧室和涡轮机组成的气体发生器。

在涡扇发动机中，只有一部分进入的空气进入燃烧室。其余部分通过风扇或低压压缩机，直接作为“冷”射流喷射，或与气体发生器废气混合产生“热”射流。这种旁通系统的目的是在不增加燃料消耗的情况下增加推力。

涡轮轴发动机

这是另一种形式的燃气轮机发动机，其运行方式与涡轮螺旋桨发动机非常相似。它不驱动螺旋桨。

相反，它为直升机旋翼提供动力。涡轴发动机的设计使得直升机旋翼的速度与气体发生器的转速无关。

冲压发动机

冲压发动机，Ramjet Engine是一种没有涡轮机械的喷气发动机，依靠高速气流压缩空气进行燃烧，通常用于超音速飞行（如导弹、无人机或高超音速飞行器）。

飞行器高速前进时，空气以超音速进入进气道，通过激波减速（无需压缩机）转化为高压气体，高压空气与燃料（如航空煤油）在燃烧室混合燃烧，产生高温高压燃气。燃气通过尾喷管（nozzle）高速喷出，产生推力。

发动机简史

18世纪的艾萨克·牛顿爵士是第一个提出理论的人，他认为向后通道的爆炸气体可以以很高的速度推动机器前进。这个理论是基于他的第三运动定律。当热空气通过喷嘴向后喷射时，飞机向前移动。

亨利·吉法德建造了一艘飞艇，它由第一台飞机发动机——一台三马力蒸汽机提供动力。它很重，太重了，飞不起来。

1874年，费利克斯·德·坦普尔（Felix de Temple）建造了一架单翼飞机，在燃煤蒸汽机的帮助下，它能在山上飞一小段距离。

19世纪末，Otto Daimler发明了第一台汽油发动机。

1894年，美国人希拉姆·马克西姆试图用两台燃煤蒸汽机为他的三架双翼飞机提供动力。它只飞了几秒钟。

早期的蒸汽机是由加热的煤驱动的，对于飞行来说太重了。

美国人塞缪尔·兰利制作了一架由蒸汽机驱动的飞机模型。1896年，他成功驾驶了一架蒸汽发动机无人驾驶飞机，称为 Aerodrome。它飞了大约1英里才失去动力。然后，他试图建造一架全尺寸的飞机，即Aerodrome A，配备燃气发动机。1903年，它从一艘家用船上起飞后立即坠毁。

1903年，莱特兄弟驾驶着12马力的燃气发动机飞行了“The Flyer（飞行者）”。

从1903年莱特兄弟首次飞行到20世纪30年代末，带螺旋桨的燃气往复式内燃机是推动飞机的唯一手段。

1930年，英国飞行员弗兰克·惠特尔设计并获得了第一台涡轮喷气发动机的专利。惠特尔发动机于1941年5月首次成功飞行。该发动机具有多级压缩机、燃烧室、单级涡轮和喷嘴。

惠特尔在英国工作的同时，汉斯·冯·奥汉正在德国进行类似的设计。第一架成功使用燃气轮机发动机的飞机是1939年8月的德国Heinkel He 178。这是世界上第一次涡轮喷气发动机飞行。

通用电气为美国陆军空军喷气式飞机制造了第一台美国喷气发动机。XP-59A实验飞机于1942年10月首次飞行。

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长三角G60激光联盟陈长军转载

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