涡轮喷气发动机|喷气推进系统

涡轮喷气发动机是一种机器，根据热力学布雷顿循环，通过从工作流体中捕获能量并将能量转化为有用的形式来做功。各种类型的燃气轮机旨在实现各种功能，但所有遵循相似的原则．

喷气推进

喷气推进是基于牛顿第二定律和第三运动定律。牛顿第二定律指出动量在任何方向上的变化率都与力成正比朝着那个方向的。牛顿第三运动定律指出，每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。涡轮喷气发动机类型喷气发动机的性能如下所述。

燃气轮机

燃气轮机是一种连续的内燃形式引擎有三个基本的组成部分:压缩机、燃烧室和涡轮机。一个简单的安排，称为涡喷发动机，包括一个进气喷嘴，空气以自由气流速度被驱动到压缩机。

空气被推进和压缩通过压缩级，然后分流到燃烧室．在燃烧室中膨胀的热气体是旋转的通过涡轮叶片推动的，使轴旋转的它连接涡轮机和压气机。废气从这里通过输出喷嘴被推进。高速排气的速度基本上大于自由流速度，因此提供推力。

推力形成的基础是牛顿的第二运动定律，力与质量乘以加速度成正比。燃料被送入燃烧室，与高压空气结合，并点燃以产生燃烧。

根据动量守恒定律，涡喷发动机提供的推力等于废气的质量流速乘以相对于空气自由流的速度进入压缩机。越发动机燃烧的汽油，在假设效率不变的情况下，会产生更大的推力。增加推力的一种方法是在燃烧后进行，也称为推力增强。这设计包含第二个燃烧器，燃烧多余的燃料，并从涡轮下游排放热废气．

加力燃烧器可以大大提高推力，但代价是燃料消耗快。然而，加力燃烧室主要用于军用飞机以完成超音速飞行。

涡轮喷气发动机

涡轮喷气发动机是燃气涡轮发动机的改进型式。涡轮喷气发动机由扩散器、旋转压缩机燃烧室、涡轮和喷管组成。

涡轮喷气发动机的工作

周围大气中的空气被压缩机通过扩散器吸入，减慢空气进入的速度并进行压缩它。这就是所谓的ram压缩。在旋转压缩机内部空气被进一步压缩压力为4atm。这些受压的空气然后进入燃烧室。在燃烧室内燃料喷在增压装置上空气中。空气燃料混合物被燃烧。因此，热量是在恒定的压力下施加的。

空气温度迅速升高。供气量大约是燃料燃烧量的60倍。多余的空气产生足够的质量推进喷气机，同时防止涡轮叶片不受高温气体影响。

的燃烧过程产物进入涡轮，部分膨胀。的涡轮机产生的电力只够驱动压缩机、燃油泵等辅助设备。的来自涡轮的热气体处于一定压力下高于大气压。然后这些气体进入喷嘴，在那里它被膨胀，从而转换压力能量转化为动能能量。因此，气体以非常高的速度从装置中出来。

由于气体流出装置的速度增加，反方向产生了反应或推力。这个推力推动飞机前进。对于初次启动，提供了一些启动装置。这种推进方法最适合时速约800公里的飞机。

喷气推进发动机的整体效率

η total = η热力× η推进

热效率的定义是发动机输出的净功率与热速率的比值从燃料中获得的能量．

根据t字一个理想的涡轮喷气发动机的示意图时，热效率降为

η热= (1- (T0 / T3))

推进效率的定义是可用功率输出(推力和飞行速度的乘积，V0)与总功率产生(气体通过发动机的动能变化率)(气体通过发动机的动能变化率)的比率。这就得到

η推进= f Vo / W out = (2 / ((Ve / Vo) + 1))

涡轮喷气发动机的优点

• 简单的建筑。
• 活动部件较少。少穿眼泪。因此维护成本更低。
• 直接施加推力。因此在传输过程中没有功率损失。
• 由于连续动力产生连续推力，机组运行平稳，无振动燃料的燃烧．
• 更轻的本单位施工以来低工作压力。
• 它可以以更高的速度运行比涡轮螺旋桨飞机，由于涡轮喷气机的速度不受螺旋桨的限制。
• 可以使用低等级的燃料。这降低了燃料成本。

涡轮喷气发动机的缺点

• 起动特性较差，自少产生了能量在起飞。
• 使用昂贵的材料。
• 使用寿命比往复式发动机短。
• 产生比往复式更多的噪音内燃机．
• 耗油量大。