我发现喷气式客机和一些大型飞机的发动机都装在机翼上,里面是有叶片在转动,而战斗机的发动机都装在后面,屁股喷火的。


你说的不是发动机的区别,其实是布局上的区别。

实际上战斗机也有发动机放在翼下的,比如ME262。反过来讲,客机也有贴著机身放发动机的,比如著名的彗星。不过你不难发现,他们都是早期的机型,而现代机型大致上都是趋同的:大客机发动机放在翼下,战斗机发动机放在机身后部。这种趋同设计背后是因为:

客机需要连续的大容量(人的「密度」很低),那发动机就不好放在机身里。同时,客机最重要的其实是运营经济性,其次是舒适性,并不追求极致飞行性能,用著方便更重要。翼下吊挂有这些好处:

  • 发动机离地面近,便于维护时的可及性。
  • 整个暴露在外,便于拆装。
  • 负荷比集中在机身位置更分散,有利于减轻翼身连接点的负荷。
  • 杂讯有机翼遮挡一部分。

实际上客机也有很多发动机尾部吊挂的,比如麦道82、图154。这样的优点是离地面更高,有利于避免吸入跑道异物,便于在劣质跑道起降。另外如果飞机比较小,机翼下面可能没有空间挂发动机,就只能挂屁股两边。缺点一个是吵,一个是大飞机就会离地面太高。

战斗机要求飞行性能,发动机挂在外面增加了转动惯量(质量分布更远离轴线),并且增加了阻力(表面积变大了)。所以要和机身做成一体。

对于发动机本身来讲,由于客机只飞高亚音速,而现代战斗机通常有两倍音速的设计目标,所以客机发动机都有大风扇(低速时驱动更多空气,高速时效率差、阻力大),而战斗机发动机的风扇要小得多(高速时阻力小),并且有后燃室(屁股后面直接点一把火喷出去)。


装机翼上还是装屁股上那只是安装位置的区别。最早的喷气式战斗机Me-262也是把发动机挂机翼下面的。这个和发动机本身没什么关系。

事实上,客机和战斗机的发动机从本质上说也是一样的,目前的主流都是涡扇发动机。但是和「都叫汽车,矿卡和F1差别很大」一样,战斗机的涡扇发动机和客机的涡扇发动机也有一些区别。

所有的区别在于用户对发动机的性能需求不同。客机发动机要求的是经济性、安全性、寿命、可维护性、噪音等,而军用发动机则以性能为第一,其他的可以往后稍稍。

需求上的不同就导致了设计上的不同。比如:

第一,涵道比。涵道比的概念知乎上肯定有,知乎上没有搜索一下也能找到。客机发动机的涵道比普遍比较大,而且航司赚钱不容易,对油耗的要求越来越高,所以近年民用航空发动机的涵道比一个赛一个的大。而战斗机对油耗什么的不是特别在意,加上又有机身尺寸的限制和高速飞行的性能要求,涵道比一般都很克制。如F135发动机的涵道比只有0.57,而CFM56这种比较老的涡扇发动机涵道比都有5,GE9x则达到了10,罗罗表示要搞涵道比15的,这种趋势加持下弄得777的发动机吊舱直径比737的机身还大。

第二,加力燃烧室。简单点说战斗机为了飞得更快,特别是需要跨音速的时候,需要开加力,开加力之后发动机的推力会更高。一般战斗机都有加力燃烧室,客机一般不带这东西,因为加力一开油耗飞天,航司买飞机是要赚钱的,成功不是飞得快,省油能赚钱才是成功。

当然带加力燃烧室的客机不是没有,协和就有加力燃烧室,起飞要开,跨音速的时候也要开。然后协和就因为太过于油老虎悉数退役了。缅怀。当然和现在的客机不太一样的是它没有风扇,奥林匹斯593算是涡喷发动机。即便如此,593「效率最高的涡喷发动机」这个头衔也暴露了民用发动机最重要的追求——省油。

你所看到的「喷火」,很多时候就是开加力的时候喷出来的。不开加力的话战斗机的喷口一般也不会喷火而是和客机一样很低调地喷气。

第三个是压气机的压缩比。民用发动机为了省油省油再省油压气机增压比也是玩命往高了做,加上风扇总增压比能达到40,但是战斗机一般只有25-30。战斗机追求的是高推力,增压比太高反而会导致推力下降。

第四个涡轮转子,民用发动机为了省油省油再省油而且涵道比大,一般都用两级高压涡轮再加一串低压涡轮,但是军机一般就是高压一级低压一级。

其他的区别肯定还有,毕竟我不是啥航空专业人士,欢迎补充。


主要区别是涵道比不同。

涵道比的概念是流经外涵道与内涵道空气流量的比值。参考下面的涡扇发动机原理简图。

左边最大的一组叶片是风扇,中间那组是压气机叶片,最右侧一组是涡轮叶片。红色部分是燃烧室,燃气向右流动驱动涡轮,涡轮带动轴转动,风扇和压气机也跟随轴转动。其中风扇吸入的空气大部分流经外涵道,不参与燃烧,提供部分推力。压气机将风扇鼓入的一部分空气进一步压缩增压,送到燃烧室,提供一部分推力。

涡扇发动机顾名思义就是涡轮风扇发动机。如果取消风扇和外涵道,就是涡喷发动机。

客机一般使用高涵道比涡扇发动机,特点是燃油效率高(因为多了风扇,燃气的能量利用率高了),所以省油,推力大,但高速性能不好。你可以这么理解,本来风扇在转,是主动吸入空气的,但是高速时空气来的太快,变成了空气主动进入发动机,而这时风扇转速跟不上,大尺寸的风扇受风面积大,反而变成空气主动进入的阻碍。当然这样解释并不严谨,只是便于理解的说法。

而战斗机一般使用低涵道比发动机,一般低于1。燃油效率相比高涵道比的要低,油门响应速度快,高速时性能好。


核心机原理都是一样的

现代涡轮航发,为了方便题主理解,我来分解一下

首先是涡轮机(包含压气机以及燃油涡轮),通过压缩空气和在燃烧室内燃烧,本身从后部喷出的气流就有一定的高能量。仅仅是涡轮机(包含压气机)本身也是可以用作航发的(当然肯定也有很多外围设备,简化不提),这种发动机被称作涡轮喷气发动机,简称涡喷,典型产品就是早期的喷气是战斗机,以及早期运输性质的飞机。

典型的涡喷,「尾部喷气」的战斗机,譬如米格17

客机是波音727(图懒得放了,中间的尾吊那一发是屁股喷气的)

翼根安装涡轮喷气机的客机可以查看英国佬的流星喷气机,战斗机可以参考f4鬼怪。

翼挂涡喷可以参考波音707,战斗机可以参考me262


当然啦,战斗机因为更在乎动力输出,所以一般会在屁股加挂加力燃烧室,这种东西可以直观增加推力缺点吗就是某大7suv.jpg


涡轮机单独工作推力比起以前的活塞航发推力已经大大增加,但是燃油经济比和推力还有很多上升空间。涡轮机中间有一根轴,这跟轴上还有很多扭矩没有被利用,普惠还不知道罗罗(忘了谁先了)就在涡轮机的轴前增加了一个「风扇」

这样的话,涡轮机转速虽然会被拖累,但是动力输出会大大增加,这个风扇的风分为两个部分。

红线的风扇周长超过核心机周长部分的空心圆的空气由外涵道直接排出,是涡扇发动机的主要动力输出,中间核心机和涡喷一样,也能提供动力。再民航客机/运输机之类的不需要动力爆发输出的平台上,外涵道没有和内涵道包裹在一起,是单独输出的,方便地勤维护,也可以外挂,外涵道也可以很方便的直接引气做反推。

战斗机的话出于空气动力学目的,会把内外涵道包在一起,在后面加上加力燃烧室。

顺便一样是屁股出气,su27为首的中央升力体战斗机本质其实也是翼吊发动机。

现代客机,基本也都是涡轮风扇发动机。


接下来还有几个例外,风扇的位置加上一个减速变速箱,安装线速度亚音速的螺旋桨,虽然速度低但是推力大,经济性好,这种航发被称为涡轮螺旋桨发动机,与活塞发动机行成对比。

涡轮风扇发动机去掉外涵道,风扇裸露并且按照涡桨发动机一样安装,好处是风扇的高速气流能直接给翼面提供升力(其实类似的螺旋桨在翼面前设计的布局,相当大部分的升力都是螺旋桨直接吹出来的高速气流提供的,而非空速),安东懦夫有这款发动机的实用机型,这种发动机被称为桨扇发动机。


这个我特会,都闪开,让我来!!!

先上图---------------

上面那是 客机的发动机

下面的是 战斗机的发动机

虽然两发动机都是 涡扇 发动机,但是两个的涵道比不同。

战斗机的涵道比小,客机的涵道比较大(PS:有些军用飞机用的是涡喷发动机,为了追求速度)

另外战斗机有加力燃烧室(所以看见喷火),可以为战斗机提供大量推力,但是更加费油。

客机不一样,客机没有加力燃烧室(其实客机的发动机也是喷火的,没有加力燃烧室,火焰就没有那么大),而且客机不追求速度和高性能,但追求经济效益。于是选择了费油量小、涵道比大的涡扇发动机。


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