TA的每日心情 | 难过
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本帖最后由 xlan1976 于 2013-5-30 18:25 编辑 ) ^% M. {4 i: i {: E
晨枫 发表于 2013-5-28 23:25 ![]() * X+ ], M5 ?6 J4 j, |
"实际上在超音速飞行时，发动机的推力大部分在进气道产生"- U( L$ _; h$ l
哈哈，对于这一点，还特别不好解释，想听听你 ...
( W6 t; R: `$ ]9 p9 Q
( k9 M) K: D0 P- R' \嘎嘎，晨大给俺出题目了
8 \0 \ B0 ]' T这个嘛，的确很多书上这样说，包括俺以前的发动机教材。。不过教材里说完就完了，因为后面会讲各部分的特性计算，为什么，自己去算就完了，编教材的人是不会考虑怎么给爱好者定性的分析这个的。。
, b/ o! a" k8 G& `那么俺就来试着解释一下这个事儿吧。。
/ `' d, W H) y' b( ?6 i1 c R首先呢，要讲一下从力的分析角度，推力是怎么产生的。
/ @( u! P: p5 S+ u, ^" r# z其实所谓推力，就是发动机各部件所受轴向力的合力。
1 J5 P7 Q0 x& m6 ]6 U4 K& V对于亚音速飞行来说，在压气机、进气道、燃烧室这些部分，所受轴向力是向前的，而涡轮、喷管处则是向后的，而向前的轴向力主要集中在压气机和燃烧室段，向后的轴向力主要集中在涡轮段。6 Y) `# A* P& i
这个不难理解，因为i在压气机部分，是压气机对气流做功，将气流向后推，使之从低压区流向高压区，自然，气流对压气机的反作用力是向前的。在燃烧室段，燃气从燃烧中获得能量，加速向后流动，燃烧室部件相对受到向前的力。压气机受到的向前的力和燃烧室受到的向前的力那个更主要，取决于发动机的结构形式，对于涡扇发动机而言，主要的向前的力集中在压气机和风扇段，特别是民航使用的大涵道比发动机，推力有70%以上在风扇上产生。' u1 m( o# Y5 E" M% @0 {
而在涡轮和喷管处，特别是在涡轮段，燃气吹动涡轮，对涡轮做功，因此涡轮所受的力是沿轴线方向向后的，在喷管处也类似，当然向后的轴向力主要集中在涡轮段。 l4 h- Z' R& ~5 C, ] ^
不是说要解释为啥超音速飞行推力主要在进气道处产生吗，你扯一大段亚音速飞行干啥 实际上嘛，是为了给大家建立一个概念：推力是在发动机上那些对气体做功，使之向后流动的部件上产生的，那个部件对气体做功更多，那个部件产生的推力就大。这个超音速也好，亚音速也好，都是一样的，而亚音速下的分析更好理解一些。8 W& F) V( _: r% L+ F$ A, ~3 B' T
在亚音速情况下，进气道对气体做功几乎可以忽略不计，因为此时气体的压缩性影响很小，进气道的形状引起的流道变化只能使气体本身的势能和动能之间相互转化，这也是伯努力定律成立的前提。所以在亚音速下，进气道部分所受的轴向力虽然也是向前的，但与压气机相比，基本可以无视。。, N% a1 i5 f/ W/ q5 O y
但在超音速时，就大不一样了，这时流体的压缩性变得显著，进气道的形状变化更多的使气流受到压缩，内能增加。也就是说，此时进气道对气流做功非常显著，M数越高，流体的压缩性越强烈，进气道对气流做功就越显著，相应的，进气道出产生的推力在总推力中所占的比例就越高。同样的，在超音速时，喷管处的轴向力，也会因为燃气在此处受到压缩，喷管对燃气做功，使得此处的轴向力的方向从亚音速时的向后改为向前，而且随着M数的增高，其向前的力越大。# Y O3 w: v- H# U+ a1 ?
定量的分析就不说了，因为那些个公式计算不太容易懂，不光是对业余爱好者而言，就连我自己，多年不碰现在都有点难以理解了。。% s" z5 A7 [5 P t( V, |: z/ w, E
总而言之，随着飞行速度的提高，达到超音速以后，由于流体的压缩性变得显著，进气道对气流做功的效果会迅速增大，从而占据主要地位，成为推力产生的主要区域，而压气机段反而退居次席。
8 E' }7 @, N2 D9 p6 \) Q: y
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上图是一个亚音速涡喷发动机的轴向力分布图，进气道处的轴向力因为很小没有标出，从图中可以看出涡喷发动机的推力主要在燃烧室产生。 |
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雷达卡
发表于 2013-5-29 02:01:52
显身卡
楼主
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