© solarseven/Shutterstock.com
噴氣發動機是推動現代飛機的發動機。它們需要為商用飛機、軍用噴氣機甚至航天器提供動力。任何對航空、工程或技術感興趣的人都應該了解噴氣發動機的工作原理。在本文中，我們將了解六種不同類型的噴氣發動機以及它們在各種情況下的使用方式。
噴氣發動機如何工作?
噴氣發動機通過吸入空氣來運轉從大氣中提取，壓縮，然後注入燃料。由此產生的燃燒產生高速排氣流，推動飛機前進。六種噴氣發動機的運行原理略有不同，各有優缺點。
噴氣發動機的重要性
噴氣發動機改變了現代航空旅行，使其更快、更高效, 並且更易於訪問。它們還對軍用航空產生了影響，使戰鬥機速度更快、更靈活。噴氣發動機也被用於航天器和其他快速交通工具，允許太空旅行和探索。
我們將了解六種不同類型的噴氣發動機及其在各個領域的應用。了解這些發動機之間的差異將使您更好地了解它們的工作原理以及它們如何改變現代航空和其他行業。任何有興趣了解噴氣發動機的人都會發現這篇文章是寶貴的資源。
噴氣發動機的歷史
早期的噴氣發動機
噴氣推進的概念是20 世紀初開發，但第一台實用的噴氣發動機直到 1930 年代才開發出來。英國的 Frank Whittle 和德國的 Hans von Ohain 發明了第一台噴氣發動機。為了產生推力，這些發動機使用離心壓縮機和燃燒室。
噴氣發動機的演變
二戰後，噴氣發動機開始迅速發展。在 1940 年代，渦輪噴氣發動機的開發使用了效率更高的軸流式壓氣機和更大的燃燒室。這實現了更快的速度和更大的範圍。
渦輪螺旋槳發動機是在 1950 年代開發的，用於速度較慢的飛機，它使用燃氣輪機來驅動螺旋槳。 1960 年代開發的渦輪風扇發動機結合了渦輪噴氣發動機和渦輪螺旋槳發動機的最佳特性。
它使用更大的風扇繞過燃燒室周圍的更多空氣，從而在增加推力的同時消耗更少的燃料。 1960年代開發的沖壓噴氣發動機，利用飛機的高速壓縮空氣進行燃燒，不再需要壓縮機。
現代噴氣發動機
噴氣發動機今天是高度先進和高效的。它們被用於從商用飛機到軍用戰鬥機再到航天器的所有領域。現代噴氣發動機被設計成盡可能高效、可靠和安全。
一般來說，jet發動機是內燃機，這意味著它們會排出快速移動的熱氣體射流。
©frank_peters/Shutterstock.com
它們採用先進的材料和製造技術來減輕重量和增加耐用性，並且他們使用計算機控制系統來實時監控和調整性能。
噴氣發動機有著不斷創新和改進的悠久歷史。各種類型的噴氣發動機的發展使現代世界能夠完成以前認為不可能的壯舉，例如商業航空旅行和太空探索。隨著技術的進步，我們可以期待在噴氣發動機設計和性能方面取得更令人印象深刻的進步。
#1:渦輪噴氣發動機
渦輪噴氣發動機是最古老和最基本的噴氣發動機類型之一。它們通過渦輪機壓縮空氣然後在燃燒室中燃燒燃料來發揮作用。燃燒過程產生的膨脹氣體產生的推力推動飛機前進。
渦輪噴氣發動機的組件
渦輪噴氣發動機在低車速下效率低下，這限制了它們在飛機以外的車輛中的用途。
©shaineast/Shutterstock.com
壓縮機、燃燒室、渦輪和噴嘴是渦輪噴氣發動機的主要部件。壓縮機冷凝進入發動機的空氣，而燃燒室燃燒燃料產生高壓、高速廢氣。
廢氣為渦輪提供動力，渦輪驅動壓縮機，噴嘴引導廢氣產生推力。
渦輪噴氣發動機的優點和缺點
渦輪噴氣發動機的優點是簡單，維護成本低，可靠性高。它們還在高速下產生大量推力，這使它們成為軍用戰鬥機和其他高性能飛機的理想選擇。
但是，渦輪噴氣發動機在低速和低空時效率較低，並且比其他類型的噴氣發動機消耗更多的燃料。它們還產生大量噪音並排放大量污染物。
儘管它們在發展方面處於劣勢，但它們在當今的航空業中發揮著重要作用。它們為更先進的噴氣發動機鋪平了道路，其簡單的設計為渦輪風扇和渦輪螺旋槳發動機等其他發動機類型的開發奠定了基礎。
示例
以下是一些渦輪噴氣發動機飛機示例:
F-104 星際戰鬥機是 1950 年代美國開發的單引擎超音速攔截飛機。通用電氣 J79 渦輪噴氣發動機為其提供動力。協和飛機 — 從 1976 年到 2003 年，這是一架超音速客機。四台 Rolls-Royce/SNECMA Olympus 593 渦輪噴氣發動機為其提供動力。冷戰期間，蘇聯研製了 Mig-15 噴氣式戰鬥機。一台 Klimov VK-1 渦輪噴氣發動機為其提供動力。
#2:渦輪螺旋槳發動機
渦輪螺旋槳噴氣發動機使用燃氣輪機為螺旋槳提供動力。它們通常用於需要較低速度和高度才能運行的小型飛機。與產生直接推力的渦輪噴氣發動機不同，渦輪螺旋槳發動機通過其螺旋槳產生推力。
渦輪螺旋槳發動機的組件
渦輪螺旋槳發動機的涵道比為 50–100。
©Rolf G Wackenberg/Shutterstock.com
壓氣機、燃燒室、渦輪、齒輪箱和螺旋槳是渦輪螺旋槳發動機的主要部件。壓氣機和渦輪的作用與渦輪噴氣發動機類似，但齒輪箱用於將渦輪的高速旋轉降低到適合驅動螺旋槳的較低轉速。
渦輪螺旋槳發動機的優點和缺點
渦輪螺旋槳發動機在較低速度和高度下的燃油效率是它們的優勢之一。它們也比渦輪噴氣發動機更安靜，排放的污染物更少。許多小型飛機，包括通勤飛機和貨機，都使用渦輪螺旋槳發動機。
但是，在更高的速度和高度下，渦輪螺旋槳發動機的效率低於渦輪風扇發動機。它們的最大速度也受到限制，因此不適用於高性能軍用或商用飛機。此外，螺旋槳會產生額外的阻力，從而降低整體效率。
儘管存在局限性，但渦輪螺旋槳發動機是一種重要的噴氣發動機，有其自身的優勢和應用。由於其低油耗和安靜運行，它們是小型飛機的理想選擇，並且它們的設計已適用於各種應用，包括船舶推進和發電。
示例
渦輪螺旋槳飛機型號包括 Cessna Caravan、Beechcraft King Air、De Havilland Canada DHC-6 Twin Otter、ATR 72 和 Saab 340。這些飛機經常用於支線航空公司運營、貨運和私人航空。由於其高功率重量比和高效性能，渦輪螺旋槳發動機是此類飛機的熱門選擇。
#3:渦輪風扇發動機
渦輪風扇發動機是一種類型商用飛機中常見的噴氣發動機。它們通過融合渦輪噴氣發動機和渦輪螺旋槳發動機的原理來運行。渦輪風扇發動機中的一部分空氣繞過燃燒室並被引導到發動機核心周圍，從而產生額外的推力。
渦輪風扇發動機的組件
渦輪風扇發動機的早期配置將低壓渦輪和風扇結合在一個單一的後置單元。
©Chesky/Shutterstock.com
風扇、壓縮機、燃燒室、渦輪和排氣噴嘴是渦扇發動機的主要部件。風扇從發動機外部吸入並壓縮空氣，而壓縮機在空氣進入燃燒室之前對其進行更多壓縮。
然後燃料被點燃，產生膨脹並推動渦輪葉片的熱氣體，從而為壓縮機和風扇提供動力。
渦輪風扇發動機的優點和缺點
渦扇發動機的一個優勢是它們的效率，這使得它們能夠在使用相對較少的燃料的同時產生大量的推力。它們也比渦輪噴氣發動機更安靜，更適合城市使用。然而，它們比其他類型的噴氣發動機更複雜，製造成本更高。
渦輪風扇發動機廣泛用於商用飛機以及一些軍用和公務機。它們也用於一些稱為渦輪螺旋槳飛機的小型螺旋槳驅動飛機，這些飛機由渦輪風扇發動機的改進版本提供動力。
示例
現代最常見的發動機之一商用飛機是渦扇發動機。以下是一些使用渦扇發動機的飛機型號:
空客 A320:兩台 CFM International CFM56 渦扇發動機為這款窄體噴氣式客機提供動力。波音 747:這款標誌性的寬體噴氣式客機由四台通用電氣 CF6 渦扇發動機提供動力.Embraer E-Jet E2:Pratt & Whitney PW1000G 齒輪傳動渦扇發動機為這架支線噴氣機提供動力。
流行的寬體噴氣客機波音 777 由兩台通用電氣 GE90 或兩台勞斯萊斯遄達 800 渦輪風扇發動機提供動力。
#4:沖壓噴氣發動機
沖壓噴氣發動機是一種基於超音速燃燒原理的吸氣式噴氣發動機。這些發動機中沒有旋轉部件，例如渦輪機或壓縮機。相反，它們依靠發動機的向前運動來壓縮進入的空氣。
沖壓式噴氣發動機的組件
隨著速度的增加，沖壓噴氣發動機的效率開始下降，因為進氣口的空氣溫度因壓縮而升高。
©”TNGD”Images/Shutterstock.com
沖壓噴氣發動機的基本部件包括進氣口、燃燒室和噴嘴。入口旨在減慢和壓縮進入的空氣，而燃燒室是燃料燃燒產生高速排氣的地方。最後，高速排氣通過噴管轉化為推力。
沖壓噴氣發動機的優點和缺點
沖壓噴氣發動機的簡單性是其最顯著的優點之一。它們比其他類型的發動機更易於維護且更可靠，因為它們沒有任何旋轉部件。它們在高速下也非常高效，因此非常適合用於超音速飛機。
另一方面，沖壓噴氣發動機的運行範圍有限。它們只能以超音速飛行，因此不適合亞音速飛行。此外，它們需要使用單獨的發動機將它們加速到所需的速度，然後才能開始運行，這增加了它們的複雜性。
示例
沖壓式噴氣發動機通常用於高-快速、短時間的飛行，在商用飛機上很少見。然而，它們已被用於實驗飛機，例如在 1960 年代創造速度記錄的 X-15 和在 2004 年創造新的 9.6 馬赫速度記錄的 X-43A。
其他使用沖壓噴氣發動機的實驗飛機包括蘇聯的圖波列夫 Tu-119 和北美的 X-10。
#5:超燃沖壓發動機
超燃沖壓發動機是一種通過超音速燃燒產生推力的吸氣式噴氣發動機。它們專為以極高速度運行而設計，通常超過 5 馬赫。
與傳統噴氣發動機不同，超燃沖壓發動機沒有旋轉部件和壓縮機。相反，它們依靠飛機的向前運動來壓縮進入發動機的空氣。
超燃沖壓發動機的組件
超燃沖壓發動機依靠高車速在燃燒前強力壓縮進入的空氣。
©EreborMountain/Shutterstock.com
燃燒室是燃料與進入的空氣混合併以超音速燃燒的地方，是超燃沖壓發動機最重要的部件。燃燒過程產生大量熱量，這些熱量用於增加廢氣的速度，從而提供所需的推力。
超燃沖壓發動機的優缺點
超燃沖壓發動機與其他類型的噴氣發動機相比具有多項優勢，包括能夠以極高的速度和高度行駛。它們也比傳統噴氣發動機更高效，因為它們不需要氧化劑。然而，由於它們的尺寸和復雜性，它們尚不適合廣泛的商業用途。
儘管存在局限性，但超燃沖壓發動機在高超音速飛行和太空探索等未來航空航天應用中具有巨大的前景。該領域的持續研究和開發旨在提高其性能和可靠性，最終目標是使高超音速飛行成為現實。
示例
一些實驗飛機，如美國和澳大利亞軍方開發的波音 X-51 和 HIFiRE 車輛已開髮用於測試超燃沖壓發動機技術。它們已被用於收集超燃沖壓發動機推進數據，最終目標是為未來的軍事和商業用途開發超音速飛行能力。
#6:脈衝噴氣發動機
脈衝噴氣發動機是所有噴氣發動機中最基本和效率最低的。它們沒有活動部件，通過燃燒的爆發產生脈動推力。由於體積小、成本低，這些發動機經常用於模型飛機和火箭。
脈衝噴氣發動機的組件
Pulsejet 引擎的特點是簡單、建造成本低和噪音水平高。
©MRo/Shutterstock.com
脈衝噴射發動機由燃燒室、進氣門、排氣門和燃料噴射系統組成。化油器通常用於燃油噴射系統，以在燃油進入燃燒室之前將燃油與空氣混合。
燃燒室是一個金屬管，裡面裝有火花塞，用於點燃燃料混合物。排氣閥通過從燃燒室釋放熱氣體產生推力。
脈衝噴氣發動機的優缺點
脈衝噴氣發動機的主要優點是易於使用且成本低。它們還具有高推重比，這使它們成為小型輕型飛機的理想選擇。
但是，脈衝噴氣發動機的聲音非常大，會產生很大的振動。它們的燃料效率也很低，不適合長途飛行。脈衝噴氣發動機主要用於娛樂目的而不是商業航空。
示例
由於效率低和噪音水平高，脈衝噴氣發動機很少用於現代飛機。然而，它們在過去曾被用於軍事目的，例如二戰期間的德國 V-1 飛行炸彈。此外，脈衝噴氣發動機已經在小型無人機和模型飛機上進行了測試。
噴氣發動機的比較
性能比較
渦輪噴氣發動機提供了巨大的加速度和速度，但它們的效率隨著高度的增加而降低。渦輪螺旋槳發動機最適合低空飛行，具有高涵道比，使其更安靜、更省油。同時，渦輪風扇發動機專為遠程飛行而設計，涵道比低，因此更安靜且更省油。
它們擅長於擅長的領域。超燃沖壓發動機速度更快，但仍處於試驗階段，尚未商用。脈衝噴氣發動機由於性能和燃油效率較差，設計簡單，應用範圍有限。
效率比較
六種發動機中燃油效率最高的是渦扇發動機，其次是渦輪螺旋槳發動機和渦輪噴氣發動機。沖壓噴氣發動機效率較低，因為它們不能在低速下運行。超燃沖壓發動機具有非常高效的潛力，但仍處於早期開發階段。
成本比較
最昂貴的發動機是渦輪風扇發動機，其次是渦輪螺旋槳發動機和渦輪噴氣發動機。由於其複雜性，沖壓噴氣發動機也很昂貴，而脈衝噴氣發動機相對便宜但應用有限。
結論
總而言之，我們研究了六種不同類型的噴氣發動機:渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪風扇發動機、沖壓噴氣發動機、超燃沖壓發動機和脈衝噴氣發動機。每種類型的發動機都具有獨特的特性，使其適用於各種應用。
噴氣發動機是航空、軍事和航天工業的關鍵部件。他們徹底改變了航空旅行，使其更高效、更快捷。噴氣發動機的效率和功率也使其成為軍用飛機的首選。
隨著技術的進步，噴氣發動機的前景一片光明，可以開發出更強大、更高效的發動機。人們越來越重視可持續性，目標是減少排放和噪音污染。
最後，噴氣發動機技術的進步改變了我們旅行和探索太空的方式。隨著我們不斷突破創新和可持續發展的界限，未來擁有無限可能。
6 種不同類型的噴氣發動機常見問題解答（常見問題解答）
什麼是最強大的最小噴氣發動機?
通用電氣 J85 被認為是有史以來最強大、最緊湊的噴氣發動機之一。它最初被設計為 1950 年代用於戰鬥機的軍用發動機，此後被用於各種應用，包括無人駕駛飛行器 (UAV) 和巡航導彈。
儘管體積小， J85 可以產生高達 5,000 磅的推力並以高達 1.3 馬赫的速度推進飛機。它的小尺寸和高推重比使其成為小型靈活飛機的理想選擇。 J85 一直是軍事和商業應用的熱門選擇，它幫助塑造了現代噴氣發動機技術。
飛機發動機有哪 3 種類型?
活塞發動機、渦輪螺旋槳發動機和噴氣發動機是飛機發動機的三種主要類型。活塞發動機是最傳統的發動機，至今仍在小型飛機上使用。
渦輪螺旋槳發動機為小型商用飛機和支線噴氣式飛機提供動力。噴氣發動機是最強大和最高效的類型，它們用於大型商用飛機和軍用飛機。
每種發動機類型都有其自身的優點和缺點，不同的飛機設計用於不同的發動機取決於它們的預期用途。總的來說，飛機發動機在現代航空的發展中發揮了重要作用，並將繼續成為創新和研究的重要領域。
噴氣發動機有哪些類型?
噴氣發動機主要有六種類型:
渦輪噴氣發動機 渦輪螺旋槳發動機 渦扇發動機 沖壓噴氣發動機 超燃沖壓發動機 脈衝噴氣發動機
最常見的噴氣發動機類型是什麼?
渦輪風扇發動機是最常見的噴氣發動機類型。由於它們效率高、相對安靜且具有良好的推力能力，因此大多數商用客機都使用渦扇發動機。
它們通過將空氣壓縮到發動機中，在發動機中與燃料混合併燃燒來運行產生推動飛機前進的高速排氣流。與其他類型的噴氣發動機相比，渦扇噴氣發動機更安靜、耗油更少且更可靠。
它們還可以產生巨大的推力，是商用航空的理想選擇。總體而言，渦扇發動機在現代航空旅行的發展中發揮了關鍵作用，並且在可預見的未來很可能仍然是噴氣發動機的主要類型。
噴氣發動機有哪五種類型?
噴氣發動機分為六種類型:渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪風扇發動機、沖壓發動機、超燃沖壓發動機和脈衝噴氣發動機。渦輪噴氣發動機是最基本和最古老的，而渦輪螺旋槳發動機則用於較小的飛機。在商用航空中，渦輪風扇發動機是最常見和最高效的類型。
高速飛機和導彈使用沖壓噴氣發動機和超燃沖壓發動機。模型飛機和無人機使用脈衝噴氣發動機。每種發動機的工作方式略有不同，各有優缺點。
要了解這些發動機的工作原理及其在航空和其他領域的應用，需要了解它們之間的差異。