我發現噴氣式客機和一些大型飛機的發動機都裝在機翼上,裡面是有葉片在轉動,而戰鬥機的發動機都裝在後面,屁股噴火的。


你說的不是發動機的區別,其實是佈局上的區別。

實際上戰鬥機也有發動機放在翼下的,比如ME262。反過來講,客機也有貼著機身放發動機的,比如著名的彗星。不過你不難發現,他們都是早期的機型,而現代機型大致上都是趨同的:大客機發動機放在翼下,戰鬥機發動機放在機身後部。這種趨同設計背後是因為:

客機需要連續的大容量(人的「密度」很低),那發動機就不好放在機身裏。同時,客機最重要的其實是運營經濟性,其次是舒適性,並不追求極致飛行性能,用著方便更重要。翼下弔掛有這些好處:

  • 發動機離地面近,便於維護時的可及性。
  • 整個暴露在外,便於拆裝。
  • 負荷比集中在機身位置更分散,有利於減輕翼身連接點的負荷。
  • 雜訊有機翼遮擋一部分。

實際上客機也有很多發動機尾部弔掛的,比如麥道82、圖154。這樣的優點是離地面更高,有利於避免吸入跑道異物,便於在劣質跑道起降。另外如果飛機比較小,機翼下面可能沒有空間掛發動機,就只能掛屁股兩邊。缺點一個是吵,一個是大飛機就會離地面太高。

戰鬥機要求飛行性能,發動機掛在外面增加了轉動慣量(質量分佈更遠離軸線),並且增加了阻力(表面積變大了)。所以要和機身做成一體。

對於發動機本身來講,由於客機只飛高亞音速,而現代戰鬥機通常有兩倍音速的設計目標,所以客機發動機都有大風扇(低速時驅動更多空氣,高速時效率差、阻力大),而戰鬥機發動機的風扇要小得多(高速時阻力小),並且有後燃室(屁股後面直接點一把火噴出去)。


裝機翼上還是裝屁股上那只是安裝位置的區別。最早的噴氣式戰鬥機Me-262也是把發動機掛機翼下面的。這個和發動機本身沒什麼關係。

事實上,客機和戰鬥機的發動機從本質上說也是一樣的,目前的主流都是渦扇發動機。但是和「都叫汽車,礦卡和F1差別很大」一樣,戰鬥機的渦扇發動機和客機的渦扇發動機也有一些區別。

所有的區別在於用戶對發動機的性能需求不同。客機發動機要求的是經濟性、安全性、壽命、可維護性、噪音等,而軍用發動機則以性能為第一,其他的可以往後稍稍。

需求上的不同就導致了設計上的不同。比如:

第一,涵道比。涵道比的概念知乎上肯定有,知乎上沒有搜索一下也能找到。客機發動機的涵道比普遍比較大,而且航司賺錢不容易,對油耗的要求越來越高,所以近年民用航空發動機的涵道比一個賽一個的大。而戰鬥機對油耗什麼的不是特別在意,加上又有機身尺寸的限制和高速飛行的性能要求,涵道比一般都很剋制。如F135發動機的涵道比只有0.57,而CFM56這種比較老的渦扇發動機涵道比都有5,GE9x則達到了10,羅羅表示要搞涵道比15的,這種趨勢加持下弄得777的發動機吊艙直徑比737的機身還大。

第二,加力燃燒室。簡單點說戰鬥機為了飛得更快,特別是需要跨音速的時候,需要開加力,開加力之後發動機的推力會更高。一般戰鬥機都有加力燃燒室,客機一般不帶這東西,因為加力一開油耗飛天,航司買飛機是要賺錢的,成功不是飛得快,省油能賺錢纔是成功。

當然帶加力燃燒室的客機不是沒有,協和就有加力燃燒室,起飛要開,跨音速的時候也要開。然後協和就因為太過於油老虎悉數退役了。緬懷。當然和現在的客機不太一樣的是它沒有風扇,奧林匹斯593算是渦噴發動機。即便如此,593「效率最高的渦噴發動機」這個頭銜也暴露了民用發動機最重要的追求——省油。

你所看到的「噴火」,很多時候就是開加力的時候噴出來的。不開加力的話戰鬥機的噴口一般也不會噴火而是和客機一樣很低調地噴氣。

第三個是壓氣機的壓縮比。民用發動機為了省油省油再省油壓氣機增壓比也是玩命往高了做,加上風扇總增壓比能達到40,但是戰鬥機一般只有25-30。戰鬥機追求的是高推力,增壓比太高反而會導致推力下降。

第四個渦輪轉子,民用發動機為了省油省油再省油而且涵道比大,一般都用兩級高壓渦輪再加一串低壓渦輪,但是軍機一般就是高壓一級低壓一級。

其他的區別肯定還有,畢竟我不是啥航空專業人士,歡迎補充。


主要區別是涵道比不同。

涵道比的概念是流經外涵道與內涵道空氣流量的比值。參考下面的渦扇發動機原理簡圖。

左邊最大的一組葉片是風扇,中間那組是壓氣機葉片,最右側一組是渦輪葉片。紅色部分是燃燒室,燃氣向右流動驅動渦輪,渦輪帶動軸轉動,風扇和壓氣機也跟隨軸轉動。其中風扇吸入的空氣大部分流經外涵道,不參與燃燒,提供部分推力。壓氣機將風扇鼓入的一部分空氣進一步壓縮增壓,送到燃燒室,提供一部分推力。

渦扇發動機顧名思義就是渦輪風扇發動機。如果取消風扇和外涵道,就是渦噴發動機。

客機一般使用高涵道比渦扇發動機,特點是燃油效率高(因為多了風扇,燃氣的能量利用率高了),所以省油,推力大,但高速性能不好。你可以這麼理解,本來風扇在轉,是主動吸入空氣的,但是高速時空氣來的太快,變成了空氣主動進入發動機,而這時風扇轉速跟不上,大尺寸的風扇受風面積大,反而變成空氣主動進入的阻礙。當然這樣解釋並不嚴謹,只是便於理解的說法。

而戰鬥機一般使用低涵道比發動機,一般低於1。燃油效率相比高涵道比的要低,油門響應速度快,高速時性能好。


核心機原理都是一樣的

現代渦輪航發,為了方便題主理解,我來分解一下

首先是渦輪機(包含壓氣機以及燃油渦輪),通過壓縮空氣和在燃燒室內燃燒,本身從後部噴出的氣流就有一定的高能量。僅僅是渦輪機(包含壓氣機)本身也是可以用作航發的(當然肯定也有很多外圍設備,簡化不提),這種發動機被稱作渦輪噴氣發動機,簡稱渦噴,典型產品就是早期的噴氣是戰鬥機,以及早期運輸性質的飛機。

典型的渦噴,「尾部噴氣」的戰鬥機,譬如米格17

客機是波音727(圖懶得放了,中間的尾吊那一發是屁股噴氣的)

翼根安裝渦輪噴氣機的客機可以查看英國佬的流星噴氣機,戰鬥機可以參考f4鬼怪。

翼掛渦噴可以參考波音707,戰鬥機可以參考me262


當然啦,戰鬥機因為更在乎動力輸出,所以一般會在屁股加掛加力燃燒室,這種東西可以直觀增加推力缺點嗎就是某大7suv.jpg


渦輪機單獨工作推力比起以前的活塞航發推力已經大大增加,但是燃油經濟比和推力還有很多上升空間。渦輪機中間有一根軸,這跟軸上還有很多扭矩沒有被利用,普惠還不知道羅羅(忘了誰先了)就在渦輪機的軸前增加了一個「風扇」

這樣的話,渦輪機轉速雖然會被拖累,但是動力輸出會大大增加,這個風扇的風分為兩個部分。

紅線的風扇周長超過核心機周長部分的空心圓的空氣由外涵道直接排出,是渦扇發動機的主要動力輸出,中間核心機和渦噴一樣,也能提供動力。再民航客機/運輸機之類的不需要動力爆發輸出的平臺上,外涵道沒有和內涵道包裹在一起,是單獨輸出的,方便地勤維護,也可以外掛,外涵道也可以很方便的直接引氣做反推。

戰鬥機的話出於空氣動力學目的,會把內外涵道包在一起,在後面加上加力燃燒室。

順便一樣是屁股出氣,su27為首的中央升力體戰鬥機本質其實也是翼吊發動機。

現代客機,基本也都是渦輪風扇發動機。


接下來還有幾個例外,風扇的位置加上一個減速變速箱,安裝線速度亞音速的螺旋槳,雖然速度低但是推力大,經濟性好,這種航發被稱為渦輪螺旋槳發動機,與活塞發動機行成對比。

渦輪風扇發動機去掉外涵道,風扇裸露並且按照渦槳發動機一樣安裝,好處是風扇的高速氣流能直接給翼面提供升力(其實類似的螺旋槳在翼面前設計的佈局,相當大部分的升力都是螺旋槳直接吹出來的高速氣流提供的,而非空速),安東懦夫有這款發動機的實用機型,這種發動機被稱為槳扇發動機。


這個我特會,都閃開,讓我來!!!

先上圖---------------

上面那是 客機的發動機

下面的是 戰鬥機的發動機

雖然兩發動機都是 渦扇 發動機,但是兩個的涵道比不同。

戰鬥機的涵道比小,客機的涵道比較大(PS:有些軍用飛機用的是渦噴發動機,為了追求速度)

另外戰鬥機有加力燃燒室(所以看見噴火),可以為戰鬥機提供大量推力,但是更加費油。

客機不一樣,客機沒有加力燃燒室(其實客機的發動機也是噴火的,沒有加力燃燒室,火焰就沒有那麼大),而且客機不追求速度和高性能,但追求經濟效益。於是選擇了費油量小、涵道比大的渦扇發動機。


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