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有关漩涡的.doc

1、只有专业的经营航模的店子才有得卖,据我所知广州有得卖,价格大概一万元起(5公斤推力的) 阁下该不是打算自己制造一台微型涡喷发动机吧?微型涡喷发动机的制造精度要求是非常之高的,不是一般的DIY可以完成的,建议阁下去这里看看关于微型涡喷发动机的详细介绍。 一般来说,现代不加力 新址缟 发动机的涵道比是有着不断加大的趋 的。因为对于 新址缟 发动机来说,若飞行 度一定,要提高飞机的推 效率,也就是要降低排气 速度和飞行速度的差值,需要加大涵道比;而同时随着发动机材料和结构工艺的提高,许用的涡轮前温度也不断提高,这也要求相应地增大涵道比。对于一架低速(500~600km/h)的飞机来说

2、在一定的涡轮前温度下,其适当的涵道比应为50以上,这显然是发动机的结构所无法承受的。    为了提高效率,人们索性便抛去了风扇的外涵壳体,用螺旋桨代替了风扇,便形成了 新致 旋桨发动机,简称涡桨发动机。 新致 旋桨发动机由螺旋桨和燃气发生器组成,螺旋桨由涡轮带动。由于螺旋桨的直径较大,转速要远比涡轮低,只有大约1000转/分,为使涡轮和螺旋桨都工作在正常的范围内,需要在它们之间安装一个减速器,将涡轮转速降至十分之一左右后,才可驱动螺旋桨。这种减速器的负荷重,结构复杂,制造成本高,它的重量一般相当于压气机和涡轮的总重,作为发动机整体的一个部件,减速器在设计、制造和试验中占有相当重要的地位。 

3、   涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨后的空气流就相当于 新址缟 发动机的外涵道,由于螺旋桨的直径比发动机大很多,气流量也远大于内涵道,因此这种发动机实际上相当于一台超大涵道比的 新址缟 发动机。    尽管工作原理近似,但 新致 旋桨发动机和 新址缟 发动机在产生动力方面却有着很大的不同, 新致 旋桨发动机的主要功率输出方式为螺旋桨的轴功率,而尾喷管喷出的燃气推力极小,只占总推力的5%左右,为了驱动大功率的螺旋桨,涡轮级数也比涡轮风扇发动机要多,一般为2~6级。    同活塞式发动机+螺旋桨相比, 新致 旋桨发动机有很多优点。首先,它的功率大,功重比(功率/重量)也大,最大功率可超过10000

4、马力,功重比为4以上;而活塞式发动机最大不过三四千马力,功重比2左右。其次,由于减少了运动部件,尤其是没有做往复运动的活塞,涡轮螺旋桨发动机运转稳定性好,噪音小,工作寿命长,维修费用也较低。而且,由于核心部分采用燃气发生器, 新致 旋桨发动机的适用高度和速度范围都要比活塞式发动机高很多。在耗油率方面,二者相差不多,但 新致 旋桨发动机所使用的煤油要比活塞式发动机的汽油便宜。    由于涵道比大, 新致 旋桨发动机在低速下效率要高于 新址缟 发动机,但受到螺旋桨效率的影响,它的适用速度不能太高,一般要小于900km/h。目前在中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型飞机中的到广

5、泛应用。 涡轮是用来增压的。 Turbo,即涡轮增压,简称T,最早时候由瑞典的萨博(SAAB)汽车公司应用于汽车领域。现在很多人都知道了,涡轮增压简称TURBO,如果在轿车尾部看到TURBO或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。 例如大众宝来的1.8T、帕萨特的1.8T、奥迪的2.0T 等等。这些汽车的发动机工作,是靠燃料在发动机气缸内燃烧作功,从而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下,若想提高发动机的输出功率,最有效的方法就是多提供燃料燃烧。然而,向气缸内多提供燃料容易做到,但要提供足够量的空气以支持燃料完全燃烧,靠传统的发动机进气系统是很难完成的。 就

6、拿汽油机工作原理来说,每向气缸里面提供1公斤的汽油,大约需要气缸吸入15公斤的空气,才能保证汽油充分燃烧。然而这15公斤的空气,其体积将是非常大的,光靠气缸在发动机进气过程产生的真空度,不容易将这么大体积的空气完全吸入。因此,提高发动机吸入气体的能力,也就是提高发动机的充气效率就显得尤为重要。增压技术就是一种提高发动机进气能力的方法。从原理上讲,它就是采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩,提高进入气缸的气体密度,减小气体的体积,这样,在单位体积里,气体的质量就大大增加了,进气量即可满足燃料的燃烧需要,从而达到提高发动机功率的目的。增压过程中采用的压气机又叫做增压器。 优点就

7、是提升发动机动力减少排放缺点就是保养费用高具体说润滑油要求使用全合成润滑油,车辆启动器需要润滑5分钟因为车辆包括增压器也需要润滑否则影响增压器使用寿命,增压器每6到8年需要更换 实话,涡喷几乎不可能;有洋人做过一种可以喷火运转的的伪涡喷, 600多张图片跟小型发电机一般大 除了过程,成品没什么意义 网址找不着了 自己搜“GR-7”;还有一种GR-1 回答人的补充   2010-04-25 19:01 都是离心式的,轴流式的肯定不可能 提问人的追问   2010-04-26 10:11 我看到网上有人做出来小型的涡喷 效果还行 我就行问问 都需要什么知识和技术 材料== 这里有人

8、教  但我要的是知识技术 回答人的补充   2010-04-26 17:43 这倒是个问题... 看能想到几种 --!根据网页的介绍,不锈钢板、铝棒、铜管、不锈钢管...;车床加工技术、气焊(至少氩弧焊)...;相应的车床、焊机等,以及精密测量设备。卡尺千分尺里量规 换句话说就是至少拥有以上设备的欧美车库 回答人的补充   2010-04-26 18:07 和一套电脑控制系统 阁下该不是打算自己制造一台微型涡喷发动机吧?微型涡喷发动机的制造精度要求是非常之高的,不是一般的DIY可以完成的,建议阁下去这里看看关于微型涡喷发动机的详细介绍。 微型涡喷发动机

9、燃烧室,涡轮,套轴,主轴,外壳各用什么材料才能承受运转过程燃油燃烧时的高温。 20 [ 标签:涡轮,发动机,主轴 ] 微型涡喷发动机燃烧室,涡轮,套轴,主轴,外壳各用什么材料才能承受运转过程燃油燃烧时的高温。 问题补充  2010-10-18 14:50 这些材料在什么地方可以买到。  我是学航空发动机的,还是很佩服这个老外。图没上完,能看到的有以下几点:   1.是单级离心压气机,由单级轴流涡轮(从图上看应该是轴流涡轮)驱动;这两个部分是购置的成品(好像是旧货呀);   2.这位大师自制了燃烧室和火焰筒;好像是用蒸发管式供油部件;还进行了燃烧室的台架实验   3.配备了相应

10、的滑油系统,燃油系统,冷却系统,参数测量系统   没法估计该发动机的功率或推力,我记得好像最早的J-5发动机也就是这个层次了。   很佩服,估计国内的个人能独立完成此工作的不多。 地球是自西向东旋转,那么赤道附近旋转最快,往北或往南速度都会减慢,你仔细观察水池里的旋涡回发现他是逆时针旋转的,因为偏南的水受到的力大于偏北的。 在赤道附近,水池里的水是没有旋涡的,在南半球,水池里的旋涡是顺时针旋转的 地转偏向力的作用 地转偏向力的成因,下面是对北半球的分析 由于各纬度的角速度都一样,从北向南飞的时候,南边的圈大,所以线速度大,所以在北边的时候具有的一个小的线速度

11、与南边的线速度相比就显的慢了,所以其就由于惯性表现出往右偏。向北也一样,由快的地方到慢的地方,速度‘超前’了,前进方向上也就向右偏了。 沿纬线向东西方向飞,这时候由于重力的方向指向地心,而纬圈转的方向指向的圆心并不是地心,你可以好好想想,所以由于这个角度,向心力不能完全抵消你围着纬线的圆心转的那个离心力,所以一综合,也会往右偏。 所以形成的漩涡为顺时针 如果在南半球则情况刚好还相反,故漩涡为逆时针 赤道不受地转偏向力正是因为地心正好就是纬圈旋转的圆心,二者重合了,正好重力可以抵消掉向外的力。 纬度越高,地转偏向力越大 高教授:对。在喷气发动机的加力燃烧室里面,一般风速是每秒1

12、00米到150米这个范围。这么高的风速,那个火是非常容易吹熄的。在生活中,你要点烟的时候,火柴或打火机一定要用手挡起来,挡住风。因为在一个避风的地方,火焰才不容易熄灭。以前在喷气发动机中的加力燃烧室里面,总是装上一些V形槽,这后面就产生一个漩涡,这个漩涡流速比较低,同时它可以储存这个热量,来保证火焰的稳定。但实际这种V形槽火焰稳定器效果并不理想,漩涡总是脱落,这一脱落就引起了火焰的不稳定。 那么我们发明沙丘这种形状,它保持后面的漩涡是非常稳定的,燃烧室里面的火焰的稳定性就提高了很多。 记者:中国这种沙丘驻涡理论,国外是不是非常感兴趣? 高教授:对。这个东西是我们中国人的原创。后来在珠海航

13、展上,贵州航空发动机厂的发动机展品中,从后部,从尾部能够看出来这个装置。航展上很多国外记者或者研究人员都重点地拍摄这部分的内容,他们对这个东西非常感兴趣。 记者:当时国外对于这种发动机内的火焰稳定问题,采用的是什么方法? 高教授:他们不是走这条路。因为在国外的燃烧学界,几十年有一个常规,即要想火焰稳定,稳定器的迎风截面积要做得大一些。越大火焰稳定性能就越好。当然稳定器做大了,缺陷就是阻力也就大了。我记得是1983年的时候,美国加州理工学院有一位权威教授来我们学校实验室参观,系主任向他介绍情况,指着我的试验台说,这个试验台就是我们研究既能减少稳定器阻力,又能提高火焰稳定器的一个试验台。当时没

14、有讲沙丘稳定器的具体形状了。不过美国教授就说了,奉劝你们不要做这种研究,几十年来国际上的研究经验就是,要想稳定性好,就要把它做大,做大了以后,阻力就大,既想减少阻力,同时要保持稳定性,这是不可能的。 然而实际上,我们的沙丘稳定器阻力比“V”形槽的阻力减少了70%到80%,火箭稳定性大幅度提高。 访谈嘉宾介绍:高歌,中国工程热物理及流体力学专家,教授,1967年毕业于北京航空学院发动机系;198l、1985年分别获北京航空学院工学硕士及博士学位,后在北京航空航天大学发动机系任教授、博士生导师;1992年任国防科工委水动力学专家组副组长。高歌教授在燃烧学、流体减阻、旋涡动力及升力技术等领域有诸

15、多发明创造:1981年发明沙丘驻涡火焰稳定器,应用于多种型号喷气发动机中,具有低阻、高稳的突出特性,提高了发动机的推力;1991年发明低噪、低阻新型流水孔网阵技术,成功地应用于潜艇,获得减阻降噪的明显效果;2000年与美国华裔教授Y.Yong共同创立理性湍流方程体系,消除了湍流方程对经验系数的依赖。1984年高歌获国家发明一等奖;1986年被批准为国家有突出贡献的中青年专家;1991年获航空航天工业部航空金奖、国防科工委光华特等奖及国家科技进步二等奖;1992年获中国船舶工业总公司科技进步一等奖;1993年获国家发明三等奖。 记者:各位网友,大家好!今天来到我们新华军事演播厅的是北京航空航天

16、大学发动机系教授、博士生导师高歌教授。众所周知,高教授是我国发动机领域的专家,我们想问一下高教授,您是怎么走上发动机研究这条道路的呢? 高教授:航空发动机是飞机的心脏,如果发动机功能上不去的话,那飞机就得心脏病。我从少年时期就非常热爱航模运动,一心想献身祖国的航天事业,所以,1962年考大学的时候,就报考了北京航空学院,也就是现在的北京航空航天大学。 但是,当时飞机和发动机是一个系,叫三系。我就报了这个系,结果一分,我报的是飞机专业,结果进了学校以后被分到了发动机专业,我就很苦恼了。就找了当时的教务处主任要求到飞机专业去,结果人家对我说,你不喜欢发动机,那是因为你对发动机还不了解,如果你知

17、道发动机多么重要,还有许多难题没有解决,也许你会爱上发动机的。一年以后你再来找我吧,如果那时你还不喜欢发动机专业,我给你换到飞机专业去。当然一年以后,我没有去找他。 记者:当时我们和世界发动机的先进水平有多大差距? 高教授:当时我们国家制造的飞机发动机都是仿制苏联的发动机,距离世界的先进水平,大概有十年的差距。 高歌:中国航空发动机落后30年 需应用新原理 2011年01月09日 13:09 新华网 【大 中 小】 【打印】 共有评论150条 现代航空发动机结构复杂(图片来源:新华网) 记者:当时的差距是十年? 高教授:对。因为苏联50年代的发动机,我们60年代造出来,也就是

18、十年的差距。但是随着时间的拖延,我们的差距没有缩小,而且逐渐地拉长了。我心里头非常的着急,总是想我们中国人什么时候能够造出我们自己的先进航空发动机,赶上世界的先进水平,这种心情可以说伴随我一生。 记者:当时您感觉我们和国外相比,在发动机,在研究、设计、制造等方面,差距都体现在哪里? 高教授:第一个是理论方面的差距。中国的航空发动机,特别是喷气发动机专业是从1954年开始仿制苏联的发动机开始的,在广大的工程技术人员里头,理论专家相对来说少一些。整体的理论素质还是差的比较大。虽然成品可以造出来,但理论上是有差距的。另外在航空发动机工业中,我们的技术、工艺、材料各个方面,也都是落后的。当时的差距

19、可以说是全面性的。 而建国以后几十年里头,中国航空科技、工业走了一条跟踪、测绘、仿制这样一条路。在理论研究上,是跟踪国外的研究潮流;在具体工艺技术上,是仿制或者是测绘。这样一来时间做久了,就会约束了我们自己的自主创新能力,造成无论是在技术前瞻方面,还是在技术重大突破方面,都有所欠缺。 记者:您刚才提到了自主创新,您创造的沙丘驻涡稳定器就是我国发动机领域一项重要发明。您是如何获得灵感的呢? 高教授:我大学毕业后,从1968年一直到1978年,都在青海沙漠地区工作。在沙漠里有新月形的沙丘,这是司空见惯的事情。但这种沙丘有一个很奇怪的特性,无论风怎么大,这个沙丘依然保持着它原有的月牙形状。为什

20、么它维持不变,就引起了我的兴趣,这样我从流体学的角度,把这个沙丘保持稳定的这种特性用流体学的角度解开了,解开了以后,然后把这个原理用到了飞机发动机的火箭稳定器上,这样就获得了比较突出的进展。 <<上一页 1 2 3 4 ... 7 8  高歌:中国航空发动机落后30年 需应用新原理 2011年01月09日 13:09 新华网 【大 中 小】 【打印】 共有评论150条 国产9500公斤推力轮风扇发动机(图片来源:新华网) 记者:我理解的就是这种沙丘驻涡应用的研究,使这个发动机性能更加稳定了? 高教授:对。在喷气发动机的加力燃烧室里面,一般风速是每秒100米到150米这个范围。这

21、么高的风速,那个火是非常容易吹熄的。在生活中,你要点烟的时候,火柴或打火机一定要用手挡起来,挡住风。因为在一个避风的地方,火焰才不容易熄灭。以前在喷气发动机中的加力燃烧室里面,总是装上一些V形槽,这后面就产生一个漩涡,这个漩涡流速比较低,同时它可以储存这个热量,来保证火焰的稳定。但实际这种V形槽火焰稳定器效果并不理想,漩涡总是脱落,这一脱落就引起了火焰的不稳定。 那么我们发明沙丘这种形状,它保持后面的漩涡是非常稳定的,燃烧室里面的火焰的稳定性就提高了很多。 记者:中国这种沙丘驻涡理论,国外是不是非常感兴趣? 高教授:对。这个东西是我们中国人的原创。后来在珠海航展上,贵州航空发动机厂的发动

22、机展品中,从后部,从尾部能够看出来这个装置。航展上很多国外记者或者研究人员都重点地拍摄这部分的内容,他们对这个东西非常感兴趣。 记者:当时国外对于这种发动机内的火焰稳定问题,采用的是什么方法? 高教授:他们不是走这条路。因为在国外的燃烧学界,几十年有一个常规,即要想火焰稳定,稳定器的迎风截面积要做得大一些。越大火焰稳定性能就越好。当然稳定器做大了,缺陷就是阻力也就大了。我记得是1983年的时候,美国加州理工学院有一位权威教授来我们学校实验室参观,系主任向他介绍情况,指着我的试验台说,这个试验台就是我们研究既能减少稳定器阻力,又能提高火焰稳定器的一个试验台。当时没有讲沙丘稳定器的具体形状了。

23、不过美国教授就说了,奉劝你们不要做这种研究,几十年来国际上的研究经验就是,要想稳定性好,就要把它做大,做大了以后,阻力就大,既想减少阻力,同时要保持稳定性,这是不可能的。 然而实际上,我们的沙丘稳定器阻力比“V”形槽的阻力减少了70%到80%,火箭稳定性大幅度提高。 高歌:中国航空发动机落后30年 需应用新原理 2011年01月09日 13:09 新华网 【大 中 小】 【打印】 共有评论150条 中国航空工业集团公司展示多款新型涡扇发动机(图片来源:新华网) 记者:咱们这套理论一共应用到多少型号的发动机上? 高教授:在90年代,我们国家主力战斗机的发动机都使用这个稳定器。

24、记者:在您的简历中看到,您后来还在潜艇领域降噪还有新的发明?您怎么从航空研究转到了水下了? 高教授:流体力学是一个多领域可以使用的基础学科。航空依靠的学科是流体力学。潜艇也是流体力学。 网友们可能在照片中发现,潜艇上有很多的流水孔,潜艇的沉浮都要通过流水孔进水、排水来实现。无论是苏联的还是美国的潜艇,它们都是矩形的排水孔。这种形状从流体力学的角度上来说,水下阻力非常大。 我1987年第一次到青岛的海军基地,码头上就停着潜艇,我一看潜艇流水孔全是矩形的、排成一长串,当时就感觉这种形式不对,应该做成类似月牙形的形状,另外孔的排列应该是呈菱形的排列。平时你观察风吹过水面以后,你从某一个角度上看

25、看那个波浪是菱形的,流体的波动现象在水中,自然会形成菱形的网。所以我说,一个是形状不对,一个是排列方式不对,就改了这两点。 这个后来也应用到我国潜艇建造上。 记者:今年是2010年了,您在这个时代,再回首我们中国的发动机的基础理论研究,您有什么感想? 高教授:第一,这几十年来,我们国家在航空发动机的基础理论的研究方面取得了非常大的进展,不仅有优秀的年龄老的带头人,更可喜的是涌现了一大批中青年的科技人员骨干。这些科技人员基本上掌握了进行航空发动机基础理论研究的所有的手段。所以从理论研究上来说,我们和国际上的差距在迅速地缩小,最多不会超过五年。当然,在经验方面,我们还稍微缺了一些。但是,在

26、纯理论的方面我们已经和世界最先进水平不断地靠近。 高歌:中国航空发动机落后30年 需应用新原理 2011年01月09日 13:09 新华网 【大 中 小】 【打印】 共有评论150条 中国四代隐形战机(图片来源:新华网) 记者:发动机从设计到最后出来成品,有一个的过程。您对我们的发动机制造这方面,有什么感受? 高教授:再好的理论,如果工艺上不能实现的话,还是一个很大的差距。我们国家这些年航空发动机的制造工艺,制造技术得到了大幅度的提升。现在到航空发动机的工厂去看一看,设备几乎全部都更新了。 在我刚工作的时候,工厂都是手操作的机床,现在则被大批的数控机床取代,各种新工艺、新技术、

27、新材料层出不穷。所以,在这个领域里头,我们也是前进了很多。单纯从生产设备上来看,我的看法是和国外大概仅有十年左右差距。 记者:您觉得,中国在军用大推力的发动机上,和世界先进水平有多大差距? 高教授:恐怕还有30年的差距。尽管设备上,加工技术逐渐赶上来了,但设计的发动机,需要好的图纸和设计理念。这些设计理念从科学家的头脑里头,到工程师的头脑里头,最后变成工程图纸,这需要一个过程。 现在中国发动机的设计理念还没有完全摆脱跟踪仿制。就是国外在做哪方面的研究,我们也跟进。国外的定型已经服役的发动机,一些技术细节讲的比较多了,我们知道了然后再去做相关研究,然后再做确定下来,再应用上,这个过程时间就

28、长了。从我们得到国外的信息,一般就要晚三到五年,然后再消化吸收、理解了,又要几年,最后再从工程上实现,这个差距就大了。 记者:您感觉,从世界上涡轮喷气发动机发展,是不是已经到了极限? 高教授:不是的。任何一个事物,如果你拘泥于已有框架,就不会有突破。现在的航空发动机,基本上是航空涡轮发动机,它的核心技术都是涡轮机,要提高这种发动机的性能,就是两个措施。一个措施是提高它的压缩机的压力,压缩机进来的气体,压力越高越好。另外就是要提高涡轮前温度,就是燃烧室里温度提的越高越好。 如果沿着这两条路走下去的话,也可以说基本是快走到头了。因为这个压力是不可以无限提高。现在的航空发动机,也就是30多个压

29、力最多到40多个压力。而燃烧的温度,现在已经逼近2000K,就是摄氏1700度左右。这两个指标再向上提的空间不大,即使提上去,也会造成可靠性的下降。即便有新的材料和新的冷却方式出现,我个人认为单纯增加压比和提高温度,效果很小。 高歌:中国航空发动机落后30年 需应用新原理 2011年01月09日 13:09 新华网 【大 中 小】 【打印】 共有评论150条 中国四代隐形战机(图片来源:东方网) 记者:现在国外先进航空发动机的推重比是12左右,您认为最高会到多少? 高教授:美国在90年代制订了一个计划,叫做IHPTET计划。IHPTET计划是到2005年研制出推重比15的发动机。

30、实际到2005年,他们没有完成这项指标;2010年,他们也没有完成这项指标。现在国外的消息,国外正在制新一代的发动机,普拉特惠特尼公司在做所谓的第六代发动机。这种发动机,我们估计它的推力应该是12到15之间。 美国后来又制订了一个VAATE计划,计划到2020年制作出推重比20的发动机,当然也是困难重重。我个人认为,没有新的发动机原理方面的重大突破,沿着既定路线往前走,对美国人来说,也是非常困难的。也就是说,航空发动机需要新的原理、新的突破,并非就是现有死路一条走到底。新的航空涡轮发动机,需要崭新的压气机原理、燃烧室原理、涡轮原理以及尾喷管原理。当然,它还是在涡轮发动机的这个范畴之内,但是和

31、现在的航空发动机是截然不同的,它需要我们有新的创新性的思维。 记者:一条不同的路。 高教授:对。用现有的流体力学和热力学的知识,就完全可以达到一种新的境界,只是换一个思路,不要一条道走到黑。换一条思路以后,本来你是山穷水尽疑无路,就会柳暗花明又一村。 记者:美国有很多的高超声速的计划,用冲压的手段来实现。这是它的一种另外的选择吗? 高教授:对于获得高超音速的飞行来说,冲压发动机是比较优秀的选择。美国冲压发动机的实验,马赫数8-10。但是,我们也注意到,试验飞行器被带到高空投放后,飞十几秒钟,燃料也没了。可见这种发动机,耗油率非常大,工作时间非常短,燃烧效率也不高。 而现在的航空涡轮发

32、动机,燃烧效率一般都达到了90%以上,主燃烧室的燃烧效率甚至会达到在98到99%。而这种冲压发动机,燃烧效率在60%到70%左右,浪费了很多的燃料,工作时间也非常短。所以,现在这种使用冲压发动机高超音的飞机来取代现有亚音速或者2马赫左右的军用飞机,我认为是有一定的疑问的。 高歌:中国航空发动机落后30年 需应用新原理 2011年01月09日 13:09 新华网 【大 中 小】 【打印】 共有评论150条 资料图:歼-20战斗机发动机喷口特写。 记者:您的观点? 高教授:我的个人看法是,采用新的涡轮发动机原理以后,完全有可能在一个比较短的时间内,获得推重比20的新型航空涡轮发动机,

33、并以此来实现音速4-5倍的飞行器。因为现有冲压发动机或者脉冲震爆发动机有局限性,比如冲压发动机不能从地面起飞,不能0速启动。而我认为新一代的涡轮发动机能够把这个飞行器的马赫数达到4-5,可以和冲压发动机竞争。当然,这是我个人的看法。 记者:您说的新型航空涡轮发动机和现有发动机有什么不同? 高教授:实际上未来的涡轮发动机,它也是要充分利用冲压的效果,但是,这个涡轮发动机本身应用新的原理以后,它的零件可以减少70%。 你看现在的航空涡轮发动机,内部极其复杂的,叶片,管路,各种零件几乎贴在一起。我记得我的导师曾经跟我说过,现在的涡轮发动机搞的太复杂了,任何一个事物如果搞的太复杂,就会走向反面。

34、到现在,我仍然牢牢地记住这句话。所以,在我研究过程中,也一直把这句话当做一个警示:不要搞那些烦琐哲学,而是要探索新原理、新技术,才能取得更大的进展。 记者:我们了解到您对一些前沿的新技术、新能源也很感兴趣,能给我们网友介绍一下吗? 高教授:现在前沿科技涌现出许多新概念。例如真空能,我对这个领域感兴趣有十年了。实际上,真空能的英文名词叫做ZERO POINT ENERGY,零点能。你把这个ZERO POINT ENERGY打到那个GOOGLE网上去以后,你现在大概可以得到五千万条的条目。你不用想也能明白,一个科学名词能够有五千万的条目的,就说明,现代前沿科学对这个领域多么的关注。 我为什么

35、关注这个领域。因为每个人的知识,你掌握的知识,很多的知识是在你中青年时代掌握的。然后,这些知识随着时代的发展,逐渐就变得陈旧了,也就是说,知识老化。你像这个计算机领域的知识,一年多就淘汰一次,发展的非常之快。你不能用陈旧的框框来约束未来的发展。所以我觉得时时刻刻需要约束自己的,不能用你自己的固有思想去当年轻人前进的绊脚石。因为你的知识在陈旧,在老化,新的东西在发展。我觉得钱学森钱老做得非常好,他曾说,我每天都要看科普读物,因为从那些科普读物里头,我能够跟得上世界的潮流。 高歌:中国航空发动机落后30年 需应用新原理 2011年01月09日 13:09 新华网 【大 中 小】 【打印】 共有

36、评论150条 资料图:歼-20战斗机高清细节图。 记者:我感觉跟您聊半天,发现您是一个非常开放式的思维来对待自己的研究领域,我不知道您是不是同意? 高教授:是。比如在我写的《蓝星科技畅想》这本书里面,20年之内做得出来的技术,书里面一点没提,那是要留给我们中国人来做的。20年之内做不出来的技术,都在书里头了,但并不等于我们这个世纪做不出来。 记者:作为一位中国发动机领域的专家,您对于中国未来10到20年航空发动机的展望和路线图,能给我们描述一下吗? 高教授:现代科技发展大概400多年了。中心都是在西方国家。东方国家基本上是跟着跑。中国人和西方人一样,都是人类大家庭的一个组成成员。

37、我们中国人的智慧,五千年的文化传统,中华民族的普遍智商绝对不亚于他们。有了这样的智力基础,有了正确的方针路线,有了广大的人民群众群策群力,那么中国的科技,这几十年来在迅猛地发展,这是有目共睹的事实。老百姓常说,三十年河东、三十年河西。二十一世纪科技发展中,中国不仅会涌现伟大的政治家、经济学家,也会涌现一大批杰出的引领世界科技发展潮流的科学家。 至于说航空发动机,那也是这样的,我相信中国的航空发动机,会以非常快的速度超越以前的轨道,走上一个新的道路,从而使得中国的航空发动机也进入世界的先进水平。我们不但有这样的决心,也有这样的实力。 记者:您最后可以给我们新华军事网友再说几句。 高教授:我

38、也经常看新华军事,以及其他国内的几个军事网。对广大的网友盼望国家强大的心情,我非常理解。这种美好希望的实现,实际上是依靠我们全体中华民族的共同的努力。有了正确的领导,有了全民的努力,众志成城,我相信,这种时代很快就会到来。 记者:感谢高教授这次作客我们新华军事演播厅,各位网友,再见 飞机发动机有很多种, (一)按照工作原理来分,可以将航空发动机分为: 活塞发动机 喷气发动机  涡轮喷射发动机 涡轮螺旋桨发动机 涡轮风扇发动机 涡轮轴发动机 火箭发动机 冲压发动机 爆震发动机 (二)按能量形式来分: 燃油发动机 燃气发动机 核能发动机 太阳能发动机 我下面向你

39、具体介绍几种吧. (1)一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解,见下图(浅蓝色箭头为气流流向) 图片注释:  1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气,  6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口 回答人的补充 2009-05-22 13:26 离心式涡轮喷气发动机的原理示意图(见下图) 图片注释: 顺时针依次为: 离心叶轮(压缩机),轴,涡轮机,喷嘴,燃烧室 回答人的补充 2009-05-22 13:26 轴流式涡轮喷气发动机的原理示意图(见下图) 图片注释: 顺时针依次为: 压缩机,涡轮机,

40、喷嘴,轴,燃烧室 回答人的补充 2009-05-22 13:31 下图是涡轮螺旋桨发动机结构图. 涡桨发动机的驱动原理大致上与使用活塞发动机作为动力来源的传统螺旋桨飞机雷同,是以螺旋桨旋转时所产生的力量来作为飞机前进的推进力。其与活塞式螺桨机主要的差异点除了驱动螺旋桨中心轴的动力来源不同外,还有就是涡桨发动机的螺旋桨通常是以恒定的速率运转,而活塞动力的螺旋桨则会依照发动机的转速不同而有转速高低的变化。 05-22 13:36 下图为涡轮扇发动机的运作示意图 涡轮风扇发动机(Turbofan Engine,亦称涡扇发动机、涡轮扇发动机)是航空发动机的一种,由涡轮喷气发动机(Turbojet,

41、简称涡喷发动机)发展而成。与涡喷比较,主要特点是其首级压缩扇叶的面积大很多,除了作为压缩空气的用途之外,同时也具有螺旋桨的作用,能将部分吸入的空气通过喷气发动机的外围向后推。发动机核心部分空气经过的部分称为内涵道,仅有风扇空气经过的核心机外侧部分称为外涵道。涡扇引擎最适合飞行速度为每小时400至2,000千米时使用,故此现在多数的喷气机引擎都是采用涡扇发动机作为动力来源。 (二)主要组成部分 进气道 风扇  低压压气机(Low pressure compressor) 高压压气机(High pressure compressor) 燃烧室 高压涡轮(High pressure t

42、urbine) 低压涡轮(Low pressure turbine) 加力燃烧室(Afterburner,是一选用机构,较常见于高性能的战斗机上) 尾喷口(Nozzel) 回答人的补充 2009-05-22 13:39 用于空中客车A320系列的CFM56-5B涡轮扇发动机前端扇叶 音障是一种物理现象,当物体(通常是航空器)的速度接近音速时,将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果,会造成震波(Shock Wave)的产生,进而对飞行器的加速产生障碍,而这种因为音速造成提升速度的障碍称为音障。突破音障进入超音速后,从航空器最前端起会产生一股圆锥形的音锥,在旁观者听来这股震波有如爆

43、炸一般,故称为音爆或声爆(Sonic Boom)。强烈的音爆不仅会对地面建筑物产生损害,对于飞行器本身伸出冲击面之外部分也会产生破坏。   除此之外,由于在物体的速度快要接近音速时,周边的空气受到声波叠合而呈现非常高压的状态,因此一旦物体穿越音障后,周围压力将会陡降。在比较潮湿的天气,有时陡降的压力所造成的瞬间低温可能会让气温低于它的露点(Dew Point)温度,使得水汽凝结变成微小的水珠,肉眼看来就像是云雾般的状态。但由于这个低压带会随着空气离机身的距离增加而恢复到常压,因此整体看来形状像是一个以物体为中心轴、向四周均匀扩散的圆锥状云团。 [编辑本段]飞机音障共振瞬间  人们在实践中发现

44、在飞行速度达到音速的十分之九,即马赫数MO.9空中时速约950公里时,局部气流的速度可能就达到音速,产生局部激波,从而使气动阻力剧增。要进一步提高速度,就需要发动机有更大的推力。更严重的是,激波能使流经机翼和机身表面的气流,变得非常紊乱,从而使飞机剧烈抖动,操纵十分困难。同时,机翼会下沉、机头往下栽;如果这时飞机正在爬升,机身会突然自动上仰。这些讨厌的症状,都可能导致飞机坠毁。这就是所谓“音障”问题。由于声波的传递速度是有限的,移动中的声源便可追上自己发出的声波。当物体速度增加到与音速相同时,声波开始在物体前面堆积。如果这个物体有足够的加速度,便能突破这个不稳定的声波屏障,冲到声音的前面去,

45、也就是冲破音障。    一个以超音速前进的物体,会持续在其前方产生稳定的压力波(弓形震波)。当物体朝观察者前进时,观察者不会听到声音;物体通过后,所产生的波(马赫波)朝向地面传来,波间的压力差会形成可听见的效应,也就是音爆.   当飞机的飞行速度比音速低时,同飞机接触的空气好像“通信员”似的,以传递声音的速度向前“通知”前面即将遭遇飞机的空气,使它们“让路”。但当飞机的速度超过音速时,飞机前面的空气因来不及躲避而被紧密地压缩在一起,堆聚成一层薄薄的波面——激波,激波后面,空气因被压缩,使压强突然升高,阻止了飞机的进一步加速,并可能使机翼和尾翼剧烈振颤而发生爆炸。   而音障不单单仅有声波

46、还有来自空气的阻力,当飞行物体要接近1马赫(声速单位)飞行时,前方急速冲来的空气不能够像平常一样通过机身扩散开,于是气体都堆积到了飞行体的周围,产生极大的压力,也会引发出一种看不见的空气旋涡,俗称“死亡漩涡”这也被叫做音障,如果机身不作特殊加固处理,那么将会被瞬间摇成碎片。 [编辑本段]音障的解释  物体与流体发生相对运动时,会对流体产生扰动。   下面,以飞机与大气的扰动为例,当飞机引起大气的扰动之后,这个扰动将以波的形式向空间传播。理想的形式为球面波。但根据相对运动原理,在1时刻飞机在地点1引起球面波1,之后飞机以v的速度前行,球面波以u的速度扩散,在2时刻飞机在地点2引起球面波2,两

47、者速度不变。如此积累,因为飞机始终在向前,则若干波的叠加后形状。   以上是飞机匀速飞行的情况,若飞机加速,则情况更加明显。 如果飞机速度没有超音速,即vu时,第一次引起的扰动波将与以后引起的扰动波叠加,并始终处于飞机前部不远处。这个不断叠加的波就是我们通常所谓的激波了。    音障现象是一个统计结果。   如果仅仅是因为在音速附近,所以出现音障现象,那么飞机整体均应出现音障现象,因为飞机整体是一个速度。如果说音障造成了液化,那么整个飞机都应在液化环境中。所以用音障来介绍飞机周围的液化现象是不合适的。尽管在音速的时候出现了空气液化的情况,液化应该从其自身的产生条件来考虑。当湿度大的空气受到压缩时,空气中的水就会液化。当飞机速度很高的时候,将在迎风面形成高压,高压下空气中水汽沸点升高,就会出现液化现象。这也可以解释为什么飞机后半部分没有雾的现象。因为飞机后部压力低,甚至出现负压,即使前方的水颗粒进入该区域,也会汽化而看不出来。   关于飞机周围压力变化,可以看做飞机不动,空气吹飞机,迎风面会出现高压,背部负压,这在流体力学里面是有结果的。

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