要将化石燃料燃烧产生的热能转化为动能来驱动车辆,就必须使用发动机,常见的发动机大致可以分为两类,即活塞式发动机和涡轮发动机。然后这两个引擎,
哪个更厉害?也许你会觉得这两款发动机根本没有可比性。活塞发动机不就是我们车上用的那种发动机吗?涡轮发动机可以安装在飞机上,所以这是一个高的判断。事实并非如此,
这两款发动机孰优孰劣不好判断,因为这两款都可以安装在飞机上。我说的不是那些古董飞机,而是那些还在天上翱翔的飞机。
螺旋桨飞机本质上和汽车没什么区别,因为两者都是依靠机械的转动来实现运转的,只是轮子在汽车上转动,螺旋桨在飞机上转动。既然都是旋转的,汽车用的活塞式发动机自然可以应用到飞机上。
只是需要更多的气缸。一般来说,1升以下的车大多是三缸,1-2.5升的是四缸,3升左右的是四缸,4升左右的是八缸,5.5升以上的是12缸发动机。
12缸对汽车来说很猛,但对飞机来说只是个开始。我们都很熟悉活塞式发动机,它的工作原理也很简单,就是通过吸气、压缩、点火、排气的过程带动活塞往复运动。
那么把这种往复运动转化为旋转运动就足够了。
根据活塞式发动机的原理,在气缸直径相同的情况下,气缸越多,功率越高,自然就有更多的气缸来驱动飞机。但是,缸数增加后,出现了一个问题,那就是如何排列。在汽车里,汽缸都是一字排开的。
在飞机上,气缸大多是一圈一圈排列,有的是一圈,有的是两个交错的圈。早期安装在飞机上的活塞式发动机是随着螺旋桨旋转的,而这种飞机的一个显著特点就是启动时,人要在飞机前面手动旋转螺旋桨。
不过这种飞机现在基本上已经被淘汰了,不是因为需要人工辅助,而是因为旋转的发动机不利于结构的稳定,容易散架。
目前飞机上的活塞式发动机多呈圆形排列,但发动机本身已不再随螺旋桨转动。螺旋桨是旋转机器,所以可以应用汽车用的活塞式发动机。
所以螺旋桨飞机都用活塞式发动机?不完全是。与活塞发动机相比,涡轮发动机的应用更加广泛,既可以应用于螺旋桨飞机,也可以应用于喷气式客机。从表面上看,喷气式客机和螺旋桨飞机似乎有很大的区别。
但其实没有区别,因为喷气式客机只是把螺旋桨换成了风扇,所以安装在喷气式飞机上的涡扇发动机叫做“涡扇发动机”,而安装在螺旋桨飞机上的涡扇发动机叫做“涡桨发动机”。
涡轮螺旋桨发动机是如何工作的?当发动机运转时,空气将从发动机前部进入。起初,空气会通过压气机叶片变成压缩空气,压缩空气会继续向后运动进入燃烧,然后压缩空气会与燃油混合并被点燃。
因此,高温气体迅速膨胀并向后喷出,这些喷出物会推动发动机后部的涡轮叶片,叶片旋转并带动连接轴一起旋转。这个连接轴与发动机前面的压气机叶片相连,所以压气机叶片也会旋转,不断压缩空气,向后推动。
这种循环是涡桨发动机的基本原理。
显然,相比之下,涡轮发动机的结构更简单。众所周知,结构越简单,运行越稳定,越不容易出故障。所以涡轮发动机的稳定性和耐久性明显强于活塞发动机,缺点是不够经济。
相比之下,涡轮式发动机由于对材料和工艺的要求极高,且一旦损坏,很难维修,所以价格高昂,通常它只装载于大型民航客机,因为涡轮发动机拥有能够压缩空气的特性,这一点可以充分保证飞机的飞行高度。
而小型飞机则通常使用活塞式发动机。这并不是说活塞式发动机就要矮一头,它也有优点,那就是反应速度快,所以它是特技表演机的不二选择。
标题:活塞式发动机和涡轮式发动机,哪种更强大?都能装在飞机上
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