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航空领域的喷气发动机跟航天领域的火箭发动机有哪些异同?

【张水的回答(47票)】:

最核心的区别是:喷气式发动机需要吸取空气作为氧化剂,火箭发动机自带氧化剂,这导致了两种发动机设计和结构上主要的差异性。

最核心的相似点:都是通过向后喷出高温燃气获得反作用力。

正由于两种发动机都需要向后高速喷出气体,一个很直观的要求就必须满足:进入燃烧室的燃料和氧化剂的压力,必须大于排气压力,否则根本无法进入燃烧室,或者说,必须有增压部件。

对于火箭发动机,燃料/氧化剂均采取涡轮泵,对于喷气发动机,由于喷气压力相对较低,其燃料采用了燃油泵就已足够,但是对于空气,除了冲压发动机在2-3Ma以上的速度可以仅靠进气道和激波锥压缩空气外,其他喷气式发动机必须依靠一套压缩机来压缩空气,从而又必须安排一套涡轮来为其提供动力,这使得喷气式发动机结构要远复杂于火箭发动机。

两者前半段差别巨大,但燃烧室的设计又相当接近,两者都采取了分级燃烧以达到富氧燃烧,采取预混合和喷油技术,尽可能提高燃烧温度,他们都是为了提高燃烧效率。

到了尾端,两者的设计目的又截然相反了:火箭为了提高效率,要想办法提高排气速度,而喷气式发动机为了提高经济性,要想法降低排气速度。

【亦虫可可的回答(7票)】:

这个恰好知道一点,真的只是一点,因为为航天和航空项目都提供过元器件。

两者都需要非常高的可靠性,但是可靠性和可靠性还是有区别的。

航空的发动机需要多次、长期、重复工作,因此关注的是长期工作中的可靠性。飞机的存放环境相对来说比较理想,对于存储相关的要求并不是很严苛。

航天的发动机,除了长征系列,还要包括东风系列,即洲际导弹。这些都是一锤子买卖,并不追求长期工作的可靠性,但这一锤子必须靠谱。长征工期通常较久,而东风系列就更夸张了,在发射之前要埋在地底下好多年。这就需要相关设施、元器件在长期储存之后依然可靠,虽然只需要可靠的工作一次。

【周浩文的回答(1票)】:

航空发动机主要有进气道,压气机,燃烧室,涡轮,尾喷管组成。简单点说,就是通过将吸进的空气加速,然后排出,根据动量定理可知,空气对发动机产生一个向前的推力。

先占坑,晚上回学校详细解答。

【不告诉你韬的回答(0票)】:

我是民航签派员,民航业的知友应该明白我的职业是干嘛的。

我表示这倆差别大了去了,飞机都有升限的,比如738(737 800)是41000英尺,而且一般尽量避免进入平流层飞,为什么呢?因为大型飞机一般都是涡轮风扇发动机,题主应该还听过涡轮喷气发动机,这俩的区别就是,涡扇是涡喷前面加了一个大风扇,这个大风扇的主要作用有两个:一方面可以靠往后面的压缩机燃烧室什么的鼓风,来加大压缩率提高发动机性能;另一方面,涡扇发动机内部有内涵道和外涵道,就想大杯子里面套了一个小杯子,小杯子就是用航空煤油燃烧往后喷产生推力,外涵道是利用前面那个大风扇向后鼓的一部分风产生推力。是不是觉得这设计很巧妙?所以可想而知,过于高的高度巡航或者平流层巡航,由于空气太稀薄了,发动机性能大大下降,所以大型飞机尤其是客机一般都有这种不太高的升限,毕竟要考虑到燃油消耗率的性价比和旅客舒适性嘛。但是战斗机才不考虑经济性和舒适性,只要能加大战斗机的机动性和活动范围,哪怕开到最大功率狂烧油也要在平流层里跑。

至于火箭发动机,他类似于涡喷,只不过是自带氧气的涡喷,因为太空里或者离散层那些地方就没有氧气。火箭燃料的组成就是助燃剂和氧化剂(是这么叫的吧?记不清了),反正就是燃料和氧气,或者这二者的混合物,固体的液体的都有。

所以从发动机发展上来看,涡扇是涡喷的进化版。不过对于当今的火箭技术,这也是没办法的。

本人习惯用易懂的词语解释问题,不专业之处请谅解。另外欢迎追问。

【MinZhang的回答(0票)】:

提供点思路,氧化剂的来源不同(燃料上也有区别,不过相对小)导致了主要的差异。

喷气发动机的氧化剂是高压的空气,来自于燃烧室前的低压和高压压气机,由低压和高压涡轮通过燃气驱动。

液体火箭发动机的氧化剂是液体,需要通过高压泵(通常也用燃气驱动)压入燃烧室,需要的压力远高于喷气发动机。

【xxliu的回答(0票)】:

一个需要抽取空气获得氧气,一个自带氧气助燃

【刘琨的回答(0票)】:

做一个简单的比喻,可能不太严谨。

假设我有一个充满气的气球,用针扎一下,气球就会飞走。这个是最简单的产生推力的原理。

试想一下,如果对气球里充满的是氢气,在氢气喷出时使其燃烧,在气球不被烧毁的前提下,一部分燃烧产生的热能也会转变为动能。

但是,随着气球内的氢气耗尽,气球就会停止飞行,也就是说这次让气球飞行的过程是一次性的。

如果能让这个过程源源不断地进行,提供稳定的推力就好了。也就是说,气球内要始终保持一定的气压,产生的推力方向也要固定。

航空发动机的基本工作过程就是一个稳定的热力循环过程。以最简单的涡喷发动机来说,它的结构包括压气机,燃烧室,涡轮,尾喷管。

燃烧的过程是在燃烧室进行的,燃烧室出口的气体推动涡轮转动,再通过尾喷管(收敛喷管或者拉瓦尔喷管)使气体速度增大,排出发动机,产生推力。

压气机与涡轮同为转动部件,他们是同轴的,涡轮的转动会带动压气机转动,使得空气源源不断地吸入压气机,并增压。这样,整个涡喷发动机的运转就形成了源源不断的循环过程。

推荐题主看一下刘大响(huyou)院士的一本书—《航空发动机,飞机的心脏》,内容比较全面,又浅显易懂。

【知乎用户的回答(0票)】:

按照产生推力的原理的不同航空领域的喷气发动机可以分为燃气涡轮发动机和冲压喷气发动机,航天领域的火箭发动机可以分为化学能发动机和非化学能发动机。以下的回答主要讨论目前技术成熟应用范围广的航空燃气涡轮发动机和化学能火箭发动机。

1.工作原理:航空喷气发动机利用大气层中的空气与所携带的燃料燃烧产生高温气体推动涡轮做功后高速喷出,产生推力,所以使用此类发动机的飞行器只能在大气层内飞行。火箭发动机无需空气参与工作,完全依靠自身携带的氧化剂和燃料发生反应产生高温高压气体,这样火箭发动机可以在大气层外工作。两类发动机的力学原理都是牛顿第二定律,热力过程遵循相同的热力学定律。

2.结构:

2.1航空燃气涡轮发动机的结构大体上包括:进气道系统,压气机,燃烧室(军机的话还有加力燃烧室,不过位置上在涡轮之后),涡轮,尾喷管。随着航空燃气涡轮技术的发展衍生出涡轮螺桨发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机和涡轮桨扇发动机等类型。应用场合不同,这些发动机在结构上也各有特点,不过他们的核心机结构基本一致。

2.2按照推进剂的状态火箭发动机分为液体火箭发动机,固体火箭发动机和固液混合发动机。液体发动机主要由推进剂输送系统,流量调节控制活门,推力室(包含喷注器、燃烧室、喷管)和冷却系统组成。固体发动机主要由药柱,燃烧室喷管组件和点火装置组成。

图片取自百度图片取自百度

3.可靠性:人命关天,航空发动机要求非常非常高的可靠性,在各类天气条件下要能够稳定工作。发动机在研制生产过程中要做很多的可靠性试验。不同于航空发动机多次循环使用,火箭发动机是一次性的,他对可靠性的要求没有航空发动机高。

4.经济性:航空发动机要充分考虑他的经济性,比如耗油率、维修性、使用成本、寿命周期等。航天火箭发动机对这些的考虑比较少。

【知乎用户的回答(0票)】:

差异大到可以忽略相似的地步。。。

工程上几乎没有什么可以借鉴的,注意是几乎

原文地址:知乎

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