本篇文章給大家談談噴氣式飛機模型怎么做，以及噴氣式飛機是客機還是軍機的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

文章詳情介紹：

• 1,波音707-300四發(fā)噴氣客機模型3D圖紙 Solidworks設計
• 2,盤點十大經(jīng)典噴氣發(fā)動機及未來展望
• 3,同樣是航發(fā)，為什么戰(zhàn)斗機能噴火，客機卻不能？不會熔化嗎？

波音707-300四發(fā)噴氣客機模型3D圖紙 Solidworks設計

盤點十大經(jīng)典噴氣發(fā)動機及未來展望

文/ 司古如是說

80多年來，噴氣發(fā)動機一路坎坷，一路創(chuàng)新。如果羅列一下，創(chuàng)新點其實數(shù)不清，但是如果想要短平快地瀏覽一下。那么以下這10次創(chuàng)新行動可以作為典型案例加以考慮。

尤莫004B素來被稱作“渦噴王子”。它是世界上第一款量產(chǎn)渦噴發(fā)動機，1944年開始批量生產(chǎn)，二戰(zhàn)中產(chǎn)量超過5000臺。主要裝備Me 262和Arado Ar 234。德國人在004B上使用了不少創(chuàng)新技術，比如空心渦輪葉片和輔助燃油噴射，德國人甚至準備采用加力燃燒系統(tǒng)。004B自重約1600磅，推力1980磅。換算一下推重比，大約是1.2左右。這就是噴氣時代的發(fā)端。

P-80“流星”戰(zhàn)斗機使用的離心式渦噴發(fā)動機，是I-16/J-31的改進型。I-40/J-33開始大量使用特種合金材料。燃燒室使用鉻鎳鐵合金（Inconel）、渦輪噴口使用鉻鈷鎢硬質(zhì)合金（Stellite），渦輪盤采用鎳基高溫合金（Hastelloy B）。自重1850磅，推力4000磅，通過噴水和酒精可以進一步提升到5400磅，推重比接近3。I-40是第一種利用噴射水和酒精提升動力的量產(chǎn)噴氣發(fā)動機。

如果渦輪噴氣發(fā)動機的渦輪動力更多地被用于驅(qū)動加速器進而帶動螺旋槳，而不是用于產(chǎn)生強大的反沖動力，那么這樣的發(fā)動機就是渦輪螺旋槳發(fā)動機。1946年出現(xiàn)的羅羅RB.53“達特”（Dart）是渦輪螺旋槳發(fā)動機的早期杰作。它是維克斯“子爵”——世界上首款投入運營的商用客機的動力系統(tǒng)。“達特”從上世紀40年代末一直生產(chǎn)到1987年，算是相當高壽的渦輪螺旋槳發(fā)動機

1953年在JT-3（JT-3是波音707和道格拉斯DC-8的動力）基礎上發(fā)展的J-57是世界上第一種采用雙轉(zhuǎn)子設計的軸流式噴氣發(fā)動機，具有相當好的加速性能。J-57也是世界第一款推力超過10000磅的發(fā)動機。JT-3的壓氣機和渦輪都分為低壓段和高壓段，彼此通過兩根相互嵌套的長軸連接，實現(xiàn)低壓段和高壓段的兩種轉(zhuǎn)速。這一創(chuàng)新顯著改善了發(fā)動機性能。

發(fā)動機要適應各種工作環(huán)境，其內(nèi)部流場環(huán)境如能做到調(diào)整最為理想。1955年推出的通用電氣J79率先采用了可調(diào)定子設計，通過調(diào)整進氣導流片的角度，讓發(fā)動機在更寬的環(huán)境中保持良好工作狀況。J79為單軸設計，采用17級壓氣機和3級渦輪。重3850磅，推力11905磅，加力推力17835磅，推重比4.6。

在噴氣發(fā)動機研究中，人們發(fā)現(xiàn)渦噴發(fā)動機如果在壓氣機前端開環(huán)縫，讓一部分空氣從熱端外側(cè)流過，發(fā)動機經(jīng)濟性反而提升。這就是最初的渦輪風扇概念的萌發(fā)。20世紀60年代投入使用的羅羅“康威”發(fā)動機成為世界上第一種量產(chǎn)渦輪風扇發(fā)動機。它采用雙轉(zhuǎn)子設計，配備16級壓氣機和3級渦輪，重量4544磅，推力17500磅，成為一款經(jīng)濟性非常優(yōu)越的動力系統(tǒng)。

在雙轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動機盛行的時代，英國人試圖繼續(xù)實現(xiàn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的速度多樣性。在兩級套軸的基礎上試圖再增加一根套軸，實現(xiàn)三轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。這就是RB211發(fā)動機的獨門秘笈。但是挑戰(zhàn)這項絕活當時燒掉了1.7億英鎊，幾乎讓羅羅破產(chǎn)。英國政府在關鍵時刻接盤羅羅，實行國有化，最終讓羅羅完成了RB211。RB211以59000磅的推力，成為大型商用飛機動力典范。RB211及其三轉(zhuǎn)子技術衍生出的“遄達”系列航空發(fā)動機，奠定了羅羅此后半世紀的江山。

20世紀70年代研制完成的普惠F100雙轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動機是首次把推重比提升到接近8的軍用發(fā)動機。它采用13級壓氣機和4級渦輪，雙轉(zhuǎn)子設計。F100不僅體現(xiàn)在推重比的階躍上，更體現(xiàn)在漫長艱辛的研制完善過程。從研制到成熟，幾乎用去了30年時間。充分體現(xiàn)了現(xiàn)代先進航空發(fā)動機研制的高難挑戰(zhàn)。

首款推重比實現(xiàn)9一級的渦輪風扇發(fā)動機。F119是美國長期航空動力預研投入的結晶。采用雙軸設計，9級壓氣機和兩級對轉(zhuǎn)渦輪。重量3900磅，推力35000磅。F-22的超音速巡航能力，幾乎全要依賴它。

轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的多速度系是提升發(fā)動機經(jīng)濟性的好辦法。通過研究，人們發(fā)現(xiàn)迫切需要調(diào)整速度的是商用發(fā)動機的大風扇——目前它的轉(zhuǎn)速偏大，實際上需要更低。傳統(tǒng)的用中央縱軸直連驅(qū)動的辦法沒法減速，因為后面的壓氣機不能減速。普惠提出了用行星齒輪系驅(qū)動風扇的新辦法，由此產(chǎn)生PW1000G系列齒輪傳動渦扇發(fā)動機。這樣就實現(xiàn)了風扇、低壓壓氣機/低壓渦輪、高壓壓氣機/高壓渦輪三種轉(zhuǎn)速，提升了發(fā)動機的經(jīng)濟性。

未來的航空發(fā)動機可能更怪異

但是幾個基本發(fā)展方向還是有譜的

A

更多的可調(diào)部件。定子可調(diào)，轉(zhuǎn)子是否也可以調(diào)整？目前做不到，以后可能實現(xiàn)。如果發(fā)動機的定子和轉(zhuǎn)子都可以調(diào)整，那發(fā)動機的性能會提升一大截。

B

涵道可以變化。目前發(fā)動機的涵道比是不可變的。但是如果讓涵道像變形金剛那樣可以改變型腔形狀或者在內(nèi)外涵道之間設置可以調(diào)整的活門通道，那么就能實現(xiàn)涵道比的變化。一旦那樣，發(fā)動機的“戲路”一下子就拓寬了。但是這種變化，仰仗新材料和新工藝，更仰仗新的總體設計理論。

C

電子智能控制。目前發(fā)動機已經(jīng)擁有全權限數(shù)字電子控制系統(tǒng)（FADEC），未來這一系統(tǒng)可能會實現(xiàn)智能化。比如雙發(fā)飛機單發(fā)故障時，倘若飛行員發(fā)懵錯誤關閉完好發(fā)動機，這一系統(tǒng)會果斷拒絕執(zhí)行指令，確保這唯一發(fā)動機的正常工作。當然，這需要人工智能變得足夠靠譜。

D

最具有挑戰(zhàn)性的方向，就是顛覆傳統(tǒng)發(fā)動機的工作機理。不過這一點我實在說不清楚，理論不少，仍然需要實踐檢驗。往往這看不見說不清的迷霧中，隱藏著革命的力量。

航空發(fā)動機需要一個相當完整的工業(yè)教育生態(tài)系統(tǒng)來提供所需的人力和技術資源，至于動輒數(shù)十億美元乃至更高的資金，更是不在話下。這種工業(yè)教育生態(tài)系統(tǒng)的建立是一個大課題，對于工業(yè)化和工業(yè)文明程度低、教育文化發(fā)展程度較低的國家，幾乎是不可能完成的任務。中國航空發(fā)動機研發(fā)能在上世紀90年代以后發(fā)力提速，要感謝改革開放帶來的工業(yè)化和教育化成果不斷豐盈。

航空發(fā)動機不是短平快項目。修煉航空發(fā)動機技術，更像是修煉絕世武功。面對秘笈，看上一年，練上三十年，方可略有小成。但是更難的問題在于，別人不會把發(fā)動機的秘笈給你，你的秘笈只能自己琢磨自己摸索自己書寫，寫的對不對，全靠不斷實踐來檢驗調(diào)整。不練行不行？如果要成為科技強國，航空發(fā)動機就不能成為缺項。這項絕世武功，練了就是九死一生——創(chuàng)新本來就是九死一生，不練就是十死無生。當然這里說的生死，是成為科技強國理想的興衰。

同樣是航發(fā)，為什么戰(zhàn)斗機能噴火，客機卻不能？不會熔化嗎？

我們經(jīng)常可以看到，戰(zhàn)斗機高速起飛時，其尾噴管往往會拖著橙色或淺藍色火尾呼嘯著騰空而起，畫面非常絢麗。戰(zhàn)斗機的發(fā)動機尾噴口經(jīng)常出現(xiàn)“噴火”現(xiàn)象，其實這是發(fā)動機的尾焰。實際上，并不是戰(zhàn)斗機在噴火，而是戰(zhàn)斗機的發(fā)動機在噴“火”，這里的火指的是高溫氣流，其溫度在550℃——850℃之間。可以經(jīng)常看到，有的戰(zhàn)機發(fā)動機噴的是紅火，有的噴的是藍火。紅色火焰的溫度低，藍色火焰的溫度高。一般來說，當看到戰(zhàn)斗機發(fā)動機噴藍火時，那一定是開了加力。

一般情況下，只有戰(zhàn)斗機開加力時，才會看到噴火的狀況。戰(zhàn)斗在滿載起飛、或者大力爬升、或者超音速飛行時，會打開加力助推，這樣可以獲得40%至70%的額外推力。　那么火焰怎么產(chǎn)生的呢？加力燃燒室噴出大量霧化燃料，在狹小的空間無法充分燃燒，剩余航油在機體外燃燒產(chǎn)生的光線就是噴口火焰。此外，火焰的顏色不僅與火焰的溫度有關，還與工作原理、燃料添加劑，以及噴口金屬成分有關系。單從火焰顏色來判斷誰的發(fā)動機性能更優(yōu)異并不合理。

戰(zhàn)斗機的發(fā)動機在工作時，溫度往往很高，動輒幾百上千攝氏度，所以網(wǎng)友們很好奇的一個問題是，既然溫度這么高，那么發(fā)動機和它的尾噴口為什么不會熔化掉呢？事實上，航空發(fā)動機里面溫度最高的位置并不是燃燒室，而是高壓渦輪前俗稱為“渦前”。渦前溫度高達1300℃-1800℃，燃燒室的溫度在800℃-1150℃之間，壓氣機出口的溫度是590℃-695℃之間。

而尾噴管處的溫度在航空發(fā)動機整體中處于中下，但是開加力時，其尾噴管的溫度就會高達1500℃。當然發(fā)動機并不是普通材料做成的，而是使用了耐高溫金屬和耐高溫涂層，這才保證了它超強的耐高溫能力。一般來說，航空發(fā)動機尾噴管的材料為鎳或者鈦，由于戰(zhàn)斗機的機體承受不了較高的溫度，所以，在設計在尾噴管時，還必須避免尾噴管中的高溫向戰(zhàn)斗機的機體傳導。也就是說，航空發(fā)動機尾噴管采取了多種措施，以隔絕熱量的傳導，論航空發(fā)動機開不開加力，都不會對戰(zhàn)斗機的機體造成影響。

而航空發(fā)動機，最核心的當屬高壓渦輪中工作的葉片，這種葉片得工作環(huán)境極為惡劣，必須要在高溫，高壓，強向心力的作用下穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)，而不能出現(xiàn)，裂紋，斷裂，蠕變等現(xiàn)象。如此一來，高壓渦輪葉片對材料的要求就更高了。除了使用耐高溫材料外，還得在葉片上噴涂隔熱涂層以及采用氣膜冷卻技術。這兩種技術可以提高葉片的耐熱溫度近700℃，再加上葉片材料本身的耐近1200℃的能力。也就是說，渦輪葉片可以承受近1800℃的高溫。

由此可知，航空發(fā)動機對才才材料的性能要求極高，根本就不是一般國家搞得定的。現(xiàn)如今，也只有美，俄，英，法，中，日這幾國擁有研制航空發(fā)動機的實力。“工業(yè)桂冠”的美譽并不是隨便說說的，只有才材料基礎上去了，大推力航空發(fā)動機的研發(fā)才會水到渠成。

那么又有問題來了同樣是航空發(fā)動機，為什么戰(zhàn)斗機的發(fā)動機可以噴火，而客機的發(fā)動機就不能呢？其實，不論民用還是軍用，現(xiàn)在主流噴氣式飛機的發(fā)動機都采用的是一種名為渦輪風扇發(fā)動機（Turbofan Engine），簡稱渦扇發(fā)動機，其實就是使進入發(fā)動機機艙的低溫低壓空氣通過若干風扇和渦輪組加壓加熱后，變成高溫高壓空氣并在燃燒室中點燃后從尾噴口噴出，以實現(xiàn)將輸入時的低能量空氣變成輸出時的高能量空氣。

簡單來說就是民航飛機發(fā)動機的涵道比大，而軍用飛機的涵道比小的緣故，由于，涵道比高的發(fā)動機，大部分的動力來風扇加速的外涵道空氣，所以這種發(fā)動機的外涵道往往較短，內(nèi)涵道的尾氣不與外涵道氣流混合，而由噴口單獨排出。高涵道比發(fā)動機在亞音速時有非常好的能效，通常用于客機、運輸機和戰(zhàn)略轟炸機等。而涵道比低的發(fā)動機，大部分的動力來自驅(qū)動核心機的內(nèi)涵道尾氣。這種發(fā)動機通常使用混合噴嘴，即內(nèi)涵道的尾氣在與外涵道氣流混合后再行排出，也就是我們看到戰(zhàn)斗機噴火的現(xiàn)象。以高油耗為代價，獲得更大的推力和加速度。低涵道比發(fā)動機可用于超音速飛行，通常用于戰(zhàn)斗機。

總而言之，最后便是因為這樣過于消耗油量，對于民用客機而言，節(jié)能也是更為注重的一點，而且客機也不需要過快的速度，相對平穩(wěn)才能保證乘客的舒適度，所以民用客機不會見到噴火現(xiàn)象。