【簡介:】都是推幾十噸的大鐵物件!為什么飛機起飛或者空中飛行時候后面沒有火龍!而火箭卻有長達幾十米上百米的噴火?
因為飛機與火箭的原理根本不一樣,并非屁股噴火就代表兩者是同一個技
都是推幾十噸的大鐵物件!為什么飛機起飛或者空中飛行時候后面沒有火龍!而火箭卻有長達幾十米上百米的噴火?
因為飛機與火箭的原理根本不一樣,并非屁股噴火就代表兩者是同一個技術。
火箭采用的是工質(zhì)噴射反作用力的方式飛行,而噴氣式飛機則采用的是渦輪噴氣加伯努利原理在飛行。
說人話就是,火箭純靠憋死了噴,飛機是吸氣憋氣吐氣還得帶翅膀。
火箭上天靠的是純粹的噴射力量,裝多少藥它噴多遠,與我們玩的二踢腳沒啥特別大的區(qū)別。
所以火箭的推力一般用“比沖”這個概念,這是一種對推進系統(tǒng)燃燒效率的描述,簡單的說即:多少推進劑,帶來多大沖量。這是個動量問題,噴射流量越大,則噴速越快,比推力越大。
噴氣式飛機發(fā)動機從原理上就與火箭不一樣,火箭是噴出工質(zhì),而飛機的航空渦輪發(fā)動機其實是加熱加壓空氣。
除此以外,飛機還要靠流體力學來提供升力,否則都像火箭那么飛,灌多少燃料也不夠。
飛機的外形提供流體條件,飛機發(fā)動機則負責將空氣吸入并加熱膨脹,形成壓力,然后從尾噴口噴出來,推進飛機加速前進。當速度遇到產(chǎn)生足夠的氣壓差,飛機也就獲得了升力。
現(xiàn)代的渦輪風扇發(fā)動機擁有內(nèi)外兩層通氣涵道,內(nèi)涵道由高壓壓氣機進入,提供高溫高壓,外涵道從低壓壓氣機進入,二者的氣流在尾噴端混合,減小噴口的氣流流速和溫度,提高推進效率,還能降噪。
也就是說,噴氣式飛機噴出來的那點火焰,其實只是內(nèi)涵道燃燒室的高壓燃氣高溫罷了。非加力狀態(tài)的戰(zhàn)斗機其實火焰并不明顯,相反現(xiàn)代戰(zhàn)機還都在想辦法減小這部分的紅外特征。
又長又明顯的火焰多出自“加力燃燒室”,這種設置其實就是再增加一個燃燒室,然后往里面噴航空煤油,加大燃燒能量,強行增壓。
這種時候會讓尾噴口吐出很長的火焰,某些飛機因為加力燃燒不充分,還會有不小的黑煙。
某些飛機的加力燃燒可以做得非常驚人,比如F-111“土豚”,堪稱屁股噴火的典范,與火箭也沒差多少了。只是這種加力燃燒相當消耗燃料,如果照這么噴下去,少則5分鐘,多則10分鐘,燃油會被消耗一空。
某些渦輪發(fā)動機,因為涵道比大,不會讓人看到火焰,比如民航就是這樣。大型噴氣式飛機的渦輪風扇發(fā)動機比低涵道比的戰(zhàn)斗機渦扇發(fā)動機更大,涵道比也大,其內(nèi)涵道更像一個給風扇轉(zhuǎn)子加力的驅(qū)動,外涵道占據(jù)了相對更多的動力功效。
這些大涵道比發(fā)動機的內(nèi)涵道的噴氣是不與外涵道混合的,外涵道很短,二者單獨對外排氣,工作壓力也小,更沒有加力燃燒室這種設計,所以也就比較內(nèi)斂。反正就那么點小火,在里面都躥完了,外涵道氣體又多,根本看不到火焰。
如果還不明白可以參考汽車。你家的買菜車是無論如何都不能屁股噴火的,但超跑們卻可以通過將部分油氣導入到渦輪排氣位進行“偏時點火”,所以排氣管也會噴出長長的火焰。
至于為什么噴氣機不像火箭那樣噴出巨大濃煙,除了上面所說的工作原理問題,還有燃料選擇問題、發(fā)動機規(guī)模問題、揚塵問題等很多因素??偛荒苣靡粋€起飛重量30多噸的F15,去對比一個起飛重量800多噸的長征運載火箭吧?