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行业新闻

当前位置:网站首页 >> 行业新闻 >> 飞机为什么不用自然吸气发动机?

飞机为什么不用自然吸气发动机?

文章来源: 文章作者: 更新时间:2018-09-12 09:48:50

早期的飞机当然是自然吸气的,但是油耗是带有增压发动机的两倍,相当于本来一架飞机一箱油刚好飞到美国的,但如果没有增压器,半路已经掉在太平洋里面了。

飞机早期为什么用自然吸气?

早期是用汽车自然吸气发动机改装的早期的飞机用的航空发动机是用汽车自然吸气发动机改装的,比如说美国莱特兄弟1903年造的,而且是已经飞起来飞行成功的飞行者一号,就是世界上最早有动力装置的飞机。它用的活塞式发动机是由一台汽车的自然吸气发动机改装而来的,可以拿去吹牛,飞机上的活塞式发动机又叫做活塞式螺旋桨飞机。

工作原理和汽车发动机差不多

它工作原理和汽车发动机差不多,也是汽油在气缸里面燃烧,推动活塞运动,带动曲轴,只不过原来是让车轮转,现在变成让飞机前面的螺旋桨转起来了。就好像把奥迪双钻四驱车的马达拆下来装到玩具飞机上,原来在地上跑,现在在天上飞。

单纯靠大气压把空气压到燃烧室里

航空器发动增压器,它的原型是一直到1915年才被瑞士的一个温特图尔增压器厂给造出来了。所以说之前的飞机用的都是自吸的活塞式发动机,没有任何增压器件的,单纯靠大气压直接把空气压到燃烧室里面。

二战后被带有增压器的发动机取代

第二次世界大战搞起来了,美国航空发动机大量的搭载了涡轮增压器,让涡轮增压器正式开始得到重视和重用,开始取代自吸的发动机了。比如说1940年美国P-51野马战斗机,它用的就是涡轮增压的螺旋桨发动机,高空最大速度达到614千米每小时。


飞机为什么不用自然吸气发动机?

汽车的涡轮增压技术比飞机反而晚

跟落后的自然吸气的200千米每小时的相比,就跟开着法拉利追人家小电瓶车一样的这种感觉了,你知道吧。汽车的涡轮增压技术比飞机反而晚,要到1977年才被萨博首次成功运用到民用车上,所以说这车子当初有个Slogan叫贴地飞行。

20世纪40年代中期普及燃气涡轮发动机

后面20世纪40年代中期,航空技术又开始有革新了,军用飞机和大型民用飞机逐渐开始大范围使用燃气涡轮发动机了。燃气涡轮发动机它把螺旋桨给取消掉了,直接依靠燃气推动涡轮对外做功了,就好比原来你皮划艇用浆的,一下下来划的,现在变成快艇了,直接在后面喷水,船头一翘就冲出去了。

燃气涡轮喷气发动机性能更好

德国Me-262飞燕喷气战斗机,首次运用了燃气涡轮喷气发动机的,二战的时候,对面活塞老飞机,一换五的成绩,可以说是这个飞机的性能真的是非常的好。那个以后,飞机上的自然吸气就消失了,要么就是被打完了,要么就是人家说生产出来被人家打没有意义了,就给它换了。即便是小型低速飞机,依然是用活塞发动机的,也额外的装了个增压器上去。

后来为什么不用自然吸气了?

自吸发动机功重比小

后来为什么不用了?自吸发动机,它功重比小,什么意思,功重比就是功率和飞机重量的比值,它是衡量发动机性能的主要的一个参数。就好比你肺活量大不一定体能就好,如果你是个200斤的胖子,你肺活量再大跑两步还是吃不消。


飞机为什么不用自然吸气发动机?

带增压器的发动机功重比大

第二次世界大战的时候,比较着名的就是普·惠公司的巨黄蜂发动机,代号是R-4360,有28个气缸,排量71.5升,功重比是1.5千瓦每十牛,功率达到2200到3000千瓦之间。是世界上功率最大的活塞式发动机,差不多是十辆劳斯莱斯幻影V12发动机最大功率加在一块这么大。那像我们刚才说的最早的飞机飞行者一号,它的发动机只有8.95千瓦的功率,重量倒是有81公斤,功重比就只有0.11千瓦每十牛了。

自吸发动机高空进气存在缺陷

自然吸气的活塞发动机,因为高空空气就稀薄了,你去个西藏你都快喘不过气了,飞到天上这个进气就更加有问题了,飞行高度就会受到制约,那没有气了,烧不起来了。高空的时候,海拔高度每升高一千米,相对大气压就大概是降低12%,空气密度降低10%左右,珠穆朗玛峰8844.3,峰顶气压只有海平面上的34%.你普通的活塞的航空自吸发动机,根本是没有办法在这种地方飞的,空气稀薄氧气都不够,烧不起来。

自吸发动机最高平飞较低

就和我们刚才说的,你珠穆朗玛峰站在那边站着,戳一个旗子,站着你就是英雄了,站在那边呼吸都困难。你像我们国内歼-10用的就是涡扇发动机,能达到的最大平飞高度是17000米,自吸的活塞发动机,最高平飞3000米,相差很多的,人家飞在天上,朝下面打打你都不能还手。

自吸发动机油耗高

自吸的航空发动机功重比低,进气又有问题,发动机的燃烧效率受到影响,油耗也就比较高,有增压器的航空发动机的油耗基本上是0.23到0.27公斤千瓦时。像美国的B-29战略轰炸机,搭载的R-3350发动机,功率有2535千瓦,耗油率只有0.23公斤每千瓦时。那个是不错的了,但是普通的自吸的航空发动机,油耗就要0.5公斤每千瓦时了,大概将近是两倍的差距的。这就是我们刚刚一开始说的,一架飞机刚刚好能够飞到美国的,但是增压器坏掉了,半路在太平洋中间就掉下去了。