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這渦輪螺旋槳飛機是一種噴射引擎這會賦予噴氣機,還可以移動螺旋槳。
一個工作渦輪螺旋槳發動機與一個渦輪噴射引擎,除了在燃燒室後麵添加了渦輪機和發動機前部的螺旋槳,該渦輪通過調節齒輪和軸的速度旋轉。Turbofan發動機用於小型通勤飛機和緩慢的運輸飛機。
這種發動機具有推動噴嘴,渦輪機,燃燒室,壓縮機,還原齒輪和進氣口。在此發動機中,首先將空氣引入燃燒中,並將其壓縮。空氣壓縮後,將燃料吸入與空氣混合的腔室,並點燃燃油空氣混合物。
熱點火的氣體通過渦輪膨脹。渦輪機產生的一些能量用於運行壓縮機。在此過程之後,燃燒的氣體從發動機背麵排出。
與渦輪噴氣機發動機相比,渦輪螺旋槳發動機的廢氣沒有足夠的功率來產生高水平的推力,因為發動機幾乎所有用於驅動螺旋槳的動力。
渦輪螺旋槳飛機的工作
渦輪螺旋槳發動機的工作與燃氣輪機非常相似。渦輪螺旋槳飛機以以下方式工作:
- 首先,發動機將空氣從大氣中吸入發動機的壓縮機。
- Turbofan發動機使用離心壓縮機進行空氣壓縮。
- 當空氣到達壓縮機中時,它將空氣壓縮到高溫和壓力。
- 由於根據要求壓縮空氣,壓縮機將其發送到燃燒室。
- 當將壓縮空氣伸入燃燒室時,燃料噴油器將燃料注入梳子,並與空氣混合。
- 由於空氣的高壓,燃料空氣混合物點燃了自身。
- 點火過程增加了空氣燃料混合物的溫度和內部能量。
- 在燃燒過程之後,將燃燒的燃油空氣混合物轉移到渦輪區域,並在該區域擴展。
- 當高速空氣燃料混合物撞擊渦輪葉片時,葉片提取了空氣燃料混合物的最大功率以驅動壓縮機,並將非常少量的廢氣能量排放到大氣中。
- 當壓縮機從渦輪機中接收電源時,它進一步驅動了發動機的螺旋槳(如上圖所示)。當發動機螺旋槳開始旋轉時,它會產生推力,這有助於飛機向前行駛。
為了更好地理解,請觀看以下視頻:
渦輪螺旋槳發動機的組件
渦輪螺旋槳飛機具有以下主要組成部分:
- 空氣入口
- 壓縮機
- 燃燒室
- 噴油器
- 渦輪
- 螺旋槳
- 排氣
1)進氣口
渦輪螺旋槳發動機需要一個可以吸入空氣的進氣口。發動機的這一部分用於將空氣從大氣中傳遞到發動機。如果渦輪螺旋槳發動機將沒有該零件,則無法運行。
2)壓縮機
渦輪螺旋槳發動機使用軸向離心壓縮機。在該壓縮機中,空氣進入並沿軸向向軸排放。
離心壓縮機使用葉輪和擴散器壓縮空氣。吸力後,當空氣撞擊葉輪的葉片時,刀片向空氣供應K.E並增加其速度。增加空氣速度後,葉輪將此空氣轉移到擴散器。
擴散器還具有多個葉片。它會減慢空氣並將空氣速度轉化為壓力。這樣,壓縮機會增加空氣的壓力和溫度。在此過程之後,將高壓空氣傳遞到燃燒室。
3)燃燒室
當加壓空氣到達燃燒室時,燃油泵將燃料注入燃燒室。由於燃料與壓縮空氣混合,因此由於壓縮空氣的高壓和溫度而發生點火過程。
當燃燒室內發生燃燒時,空氣燃料混合物的溫度變得非常高。在此過程中,混合物的壓力保持恒定。
4)渦輪機
渦輪螺旋槳飛機使用具有多個葉片的燃氣輪機。這些刀片用於從工作流體中提取能量。當燃燒的空氣燃料混合物進入渦輪機時,它會撞擊渦輪刀片。這些葉片提取空氣燃料混合物的最大功率。渦輪機被使用這種提取的能力來轉動軸。這是與壓縮機和所有其他發動機零件相同的軸。
5)減速變速箱
這是渦輪螺旋槳飛機中使用的一種傳輸係統。變速箱與運行壓縮機的相同軸鏈接。它連接了引擎和螺旋槳。發動機的這一部分用於降低發動機RPM。RPM輸出越高,螺旋槳轉動的速度越快。
如果未安裝還原的變速箱,則螺旋槳將用高RPM轉動,並且發動機將消耗大量的燃料。因此,降速變速箱用於提高發動機的燃油效率。
6)螺旋槳
它是渦輪螺旋槳發動機中最重要的部分。它與變速箱連接,該變速箱與壓縮機進一步鏈接。當渦輪機將旋轉功率傳遞給壓縮機時,壓縮機會轉動並進一步將其旋轉能量發送到還原變速箱。
變速箱調節壓縮機接收的速度並驅動螺旋槳。當螺旋槳獲得動力時,它通過向後推周圍空氣來產生推力。由於這種推力,飛機向前移動。
螺旋槳運轉良好,直到飛機的空速足以使空氣流過葉片尖端以達到聲速為止。除了這種速度之外,驅動轉換後的螺旋槳與螺旋槳推力的力之比急劇下降。因此,在飛機上以高於0.6-0.7的速度飛行的飛機中,渦輪螺旋槳發動機不會耗盡。
渦輪螺旋槳飛機的優勢和缺點
渦輪螺旋槳發動機的優勢和缺點如下:
渦輪螺旋槳發動機的優勢
- 這些發動機的重量低於渦輪噴氣發動機,因為它在起飛過程中的性能良好。
- 該引擎具有更高的效率。
- 與噴氣發動機相比,它提供的輸出功率更多。
- 渦輪螺旋槳飛機有能力降落在非凝結和較短的跑道上。
- 渦輪螺旋槳飛機的成本低於渦輪噴射發動機。
- 這些引擎燃燒的燃料較少。
- 由於運動部件較少,它具有更大的可靠性。
- 它的維護成本低。
- 渦輪螺旋槳發動機的效率比渦輪型發動機的飛行速度低於725 km/h。
- 由於幾個運動部件。
- 它有一個簡單的操作。
渦輪螺旋槳飛機的缺點
- 這些發動機的巡航速度低。
- 這些類型的發動機不能在高海拔地區飛行。
- 該發動機的速度較慢使飛行時間更長。
- 這些發動機並不適合長途旅行。
- 在高海拔地區,螺旋槳失去效率。
- 它具有高振動水平,這使乘客不舒服。
- 由於工作高度,道路上的氣候湍流會給旅行者帶來問題和其他不便。
渦輪螺旋槳與噴氣機
下麵給出了Turbofan發動機和噴氣發動機之間的主要區別:
渦輪螺旋槳飛機 | 噴射 |
---|---|
渦輪螺旋槳飛機使用螺旋槳生成推力。 | 噴氣發動機通過使用推進噴嘴產生推力。 |
他們的巡航速度低。 | 這些發動機的巡航速度很高。 |
這些發動機不能在高海拔地區飛行。 | 這些可以在高海拔地區飛行。 |
這些最適合低速和中距離旅行。 | 它們最適合長途旅行。 |
渦輪螺旋槳發動機消耗低燃料。 | 噴氣發動機消耗高燃料。 |
它的成本低。 | 它的成本很高。 |
這些引擎的維護成本較低。 | 這些引擎的維護成本很高。 |
它的運動部件比噴氣發動機少。 | 它有許多活動部件。 |
渦輪螺旋槳發動機的重量低。 | 噴氣發動機的重量很高。 |
帶有渦輪螺旋槳飛機的飛機可以降落在非凝結和較短的跑道上。 | 配備噴氣發動機的飛機不能降落一條無凝結和較短的跑道。 |
渦輪螺旋槳飛機製造商
最好的渦輪螺旋槳飛機製造公司如下:
- 達赫
- 塞斯納
- 吹笛者
- 皮拉圖斯
- 皮亞喬
- Beechcraft
常見問題解答部分
渦輪螺旋槳飛機有機械壓縮機嗎?
渦輪螺旋槳發動機具有許多強製性組件來產生推力。渦輪螺旋槳飛機具有用於壓縮空氣的離心壓縮機。沒有壓縮機,渦輪螺旋槳飛機就無法發生點火過程。
誰發明了渦輪螺旋槳飛機?
這工程師GyörgyJendrassik發明了第一個渦輪螺旋槳飛機。他於1929年3月12日申請了發明專利。
N1與NG相同嗎?
相反,將螺旋槳的扭矩和速度用於調節功率,而N1用於觀察係統操作和控製發動機的啟動。
筆記:NG和N1通常是渦輪螺旋槳飛機的可互換值。
渦輪螺旋槳比活塞好嗎?
活塞或往複式發動機具有非常簡單的設計,但是渦輪螺旋槳發動機或螺旋槳發動機的旋轉零件要少得多,並且渦輪螺旋槳發動機的無振動平穩運行通常比可靠性的更長的服務和間隔比可靠性的活塞飛機更長。
渦輪螺旋槳飛比噴氣機大嗎?
渦輪螺旋槳飛機的機艙比商用噴氣飛機的噪音水平高10至30分貝。與噴氣噪聲相反,渦輪螺旋槳發動機的噪聲光譜由一些低頻噪聲主導。
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