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涡轮螺旋桨发明

发布时间:2021-12-23 13:45:14

A. 涡轮螺旋桨发动机和喷气发动机有什么区别

涡轮螺旋桨发动机是一种通常用于飞机上的燃气涡轮发动机(gas turbine engine)。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。
喷气发动机(Jet engine)是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机,使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。 大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃机。
区别在于两者一个是超音速,一个并未达到。同时两者的省油和推力也不同。

B. 世界上第一架涡轮螺旋桨喷气式客机是由哪家公司制造出来的

英国维克斯公司(现英国动力公司)使用涡轮螺旋桨喷气发动机研制成功了世界上第一架涡轮螺旋桨喷气式客机——“子爵号”。1950年7月29日,英国欧洲航空公司使用“子爵号”用57分钟时间从伦敦飞抵巴黎,实现载客飞行,开辟了喷气式客机的第一条航线。“子爵号”又在繁的8月共飞了37个往返,其后又在伦敦与爱丁堡之间的国内航线上作了8个往返飞行,载运了1500多名乘客。

C. 飞机螺旋桨是什么时候发明

曾经使用过酌最大的飞机螺旋桨是格鲁达(Cam&)螺旋桨,其直径为6.9米。它安装在一架波兰的弗茨瓦夫造的林克-霍夫曼(Linke-Hofinann)RⅡ型飞机上。该机于1919年首次试飞。这个螺旋桨由4台260马力(194千瓦)的梅塞德斯发动机驱动,其转速为545转/分。最早的喷气机飞行

喷气推进设想的提出,要追溯到19世纪末。该设想是法国的马可尼,(Mamonnet)和罗马尼亚的亨利·凯达(HenriCoanda)提出的。1921年,马克西姆·纪尧姆(MaxhneGufl-laume)提出了涡轮喷气发动机的设想。最早的喷气机试验是于1937年4月,在英国喷气发动机有限公司进行的,发明者是弗兰克·惠特尔(FramWhittle,生于1907年6月1日),为此,他在1930年申请了专利。

最早的涡轮喷气式飞机是一架由亨克尔(Heinkel)飞机厂制造的He-178型飞机。1939年8月27日,弗卢格卡佩滕·埃里什·瓦辛兹(FlugKapitanErichWarsitz)驾驶这架飞机,在德国马林涅赫进行了首次飞行。该飞机装有一台亨克尔S-3b轴流式涡轮喷气发动机(装上喷气尾管时重378.30千克),设计者是汉斯博士(Dr.Hans)。

D. 世界上第一架涡轮螺旋桨客机是哪个国家研制的

1918年,巴黎—伦敦之间和纽约—华盛顿—芝加哥之间已有了定期邮政航班,这便是最早的民用航空业。为民航业专门设计的客机则出现于1919年,英国德•哈维兰公司将D•H•4轰炸机改装成民用客机。1930年左右,欧美各国普遍建立航空公司,以便在各个中心城市之间开展航空业务。但这些航空公司所使用的飞机几乎都是由轰炸机或观察机改装而来,只不过是将敞开式的座舱封闭起来并安上座椅而已。

“二战”以后,国际形势黯淡,很多西方国家仍将较多的注意力放在军用航空方面。1947年美国海军开始研究垂直起降飞机,但很快发现,没有一种涡轮喷气发动机可以作为垂直起降飞机的主要动力,看来最合适的只能是涡轮螺旋桨发动机了。这种发动机的开发相当顺利,重量轻、效率好、燃油消耗率低。

尽管对军用航空给予了较多关注,世界绝大部分地区的民用航空仍取得稳定发展。客货运输增长,新航线开通,地面设施和服务得到发展,多数航空公司由战后扩张产生的财务危机中进一步恢复。在这种情况下,军用航空对涡轮螺旋桨发动机的开发技术也引入了民航事业。

英国维克斯公司(现英国动力公司)使用涡轮螺旋桨喷气发动机研制成功了世界上第一架涡轮螺旋桨喷气式客机——“子爵号”。1950年7月29日,英国欧洲航空公司使用“子爵号”用57分钟时间从伦敦飞抵巴黎,实现载客飞行,开辟了喷气式客机的第一条航线。“子爵号”又在繁的8月共飞了37个往返,其后又在伦敦与爱丁堡之间的国内航线上作了8个往返飞行,载运了1500多名乘客。

涡轮螺旋桨飞机在定期商务飞行中经受了最初的考验,后在航空界被普遍重用,它的出现,是民用航空技术的重大发展,自此以后,民航事业迅速崛起。

E. 螺旋桨的发明是受什么东西的启发

最早提出螺旋桨设想的是瑞士人伯努力。1752年的一天,伯努力在做完物理试验休息回的时候,看见院子答里一个木匠在座木器活儿。他长时间在一旁观看,仿佛着了魔。原来,螺丝钉钻木板的动作,引起了它的兴趣:螺丝钉顺时针方向转动,向前转入木板;反转,就退了出来。他想这个原理若能用于船舶的推进,该多方便。 可是那个年代缺乏适当的动力机器伯努力的摄像机时年不能实现。随着船用蒸汽机的出现,人们开始对伯努力的设想发生了兴趣。澳大利亚人罗素于1835年早了一艘有“尾巴”的小汽艇,它的为不再水下部分伸出一根长长的螺杆当推进器。机器发动了,泛起阵阵浪花,船速每小时7海里。

F. 请问世界上最早的涡轮螺旋桨是哪国发明的

1942年,英国开始研制世界上第一台涡桨发动机曼巴。该机装在海军"塘鹅"舰载反潜飞机上。以后,英国、美国和前苏联陆续研制出多种涡桨发动机,如达特、T56、AI-20和AI-24。这些涡桨发动机的耗油率低,起飞推力大,装备了一些重要的运输机和轰炸机。美国在1956年服役的涡桨发动机 T56/501,装于C-130运输机、P3-C侦察机和E-2C预警机。它的功率范围为2580~4414 kW ,有多个军民用系列,已生产了17000多台,出口到50多个国家和地区,是世界上生产数量最多的涡桨发动机之一,至今还在生产。前苏联的HK-12M的最达功率达11000kW,用于图-20"熊"式轰炸机、安-22军用运输机和图-114民用运输机。终因螺旋桨在吸收功率、尺寸和飞行速度方面的限制,在大型飞机上涡轮螺旋桨发动机逐步被涡轮风扇发动机所取代,但在中小型运输机和通用飞机上仍有一席之地。其中加拿大普·惠公司的PT6A发动机是典型代表,40年来,这个功率范围为350~1100kW的发动机系列已发展出30多个改型,用于144个国家的近百种飞机,共生产了30000多台。美国在 90年代在T56和T406的基础上研制出新一代高速支线飞机用的AE2100是当前最先进的涡桨发动机,功率范围为2983~5966 kW,其起飞耗油率特低,为0.249 kg/(kW·h)。

G. 涡轮与螺旋桨的结构,两者怎么区别

涡轮
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。

发动机的增压方法根据驱动增压器所用能量来源的不同,基本上可以分为三类:

1.第一类是机械增压系统,增压器由发动机曲轴通过齿轮(或链条等)直接驱动。

2.第二类是废气涡轮增压系统,增压器是由发动机工作时排出的废气带动的。

3.第三类是复合增压系统,即在发动机上,既采用废气涡轮增压器,又同时应用机械驱动式增压器。此外还有惯性增压、气波增压等其他增压方式。
螺旋桨
古代的车轮,即欧洲所谓“桨轮”,配合蒸汽机,将原来桨轮的一列直叶板斜装于一个转毂上。构成了螺旋桨的雏型;

2、古代的风车,随风转动可以输出扭矩,反之,在水中,输入扭矩转动风车,水中风车就有可能推动船运动;

3、在当时,已经使用了好几个世纪的阿基米德螺旋泵,它能在水平或垂直方向提水,螺旋式结构能打水这一事实,作为推进器是重要的启迪。

伟大的英国科学家虎克在1683年成功地采用了风力测速计的原理来计量水流量,于此同时,他提出了新的推进器——虎克螺旋桨(图1)推进船舶,为船舶推进器作出了重大贡献。

1752年,瑞士物理学家白努利第一次提出了螺旋桨比在它以前存在的各种推进器优越的报告,他设计了具有双导程螺旋的推进器,安装在船尾舵的前方。1764年,瑞士数学家欧拉研究了能代替帆的其它推进器,如桨轮(明轮)。喷水,也包括了螺旋桨。

潜水器和潜艇在水面下活动,传统的桨、帆无法应用,笨重庞大的明轮也难适应。于是第一个手动螺旋桨,不是用在船上,而是作为潜水器的推进工具。

蒸汽机问世,为船舶推进器提供了新的良好动力,推进器顺应蒸汽机的发展,成为船舶推进的最新课题。

第一个实验动力驱动螺旋桨的是美国人斯蒂芬,他在1804年建造了一艘7.6米长的小船,用蒸汽机直接驱动,在哈得逊河上做第一次实验航行,实验中发现发动机不行,于是换上瓦特蒸汽机,实验航速是4节,最高航速曾达到8节。

斯蒂芬螺旋桨有4个风车式桨叶(图2),它锻制而成,和普通风车比较它增加了叶片的径向宽度,为在实验中能选择螺距与转速的较好配合,桨叶做成螺距可以调节的结构。在哈得逊河上两个星期的试验航行中,螺旋桨改变了几个螺距值,但是实验的结果都不理想,性能远不及明轮。这次实验使他明白,在蒸汽机这样低速的条件下,明轮的优越性得到了充分发挥,它的推进效率高于螺旋桨是必然的结论。

阿基米德螺旋的引入,最早见于1803年,1829年有英国的阿基米德螺旋桨的专利。并在此基础上于1840- 1841年建造了一些民用的螺旋桨。1843年,英国海军在“雷特勒”号舰上,第一次以螺旋桨代替明轮,随后由斯密士设计了20艘螺旋桨舰,参加了对俄战争,斯密士成为著名人物。

1843年,美国海军建造了第一艘螺旋桨船“浦林西登”号,它是由舰长爱列松设计,在爱列松的积极推广下,美国相续建造了41艘民用螺旋桨船,最大的排水量达2000吨。

尽管英、美等国取得了一些成功,但是螺旋桨用作船舶推进还有很多问题,如在木壳船上可怕的振动,在水线下的螺旋桨轴轴承磨损,桨轴密封,推力轴承等。

随着技术的进步,螺旋桨的上述缺陷,一个一个地克服,以及蒸汽机转速的提高,愈来愈多螺旋桨在船上取代明轮。到1858年,“大东方”号装有当时世界上最大的螺旋桨,它的直径有7.3米,重量达36吨,转速每分种50转,当时,推进器标准不再具有权威性,由于螺旋桨的推进效率接近明轮,而且它却具有许多明轮无法竞争的优点,明轮逐步在海船上消失。

在科学技术发展过程中,许多机械装置的性能在人们还不太清楚的时候,就已经广泛使用了。但是人们在不完全理解它的物理规律和没有完整的理论分析以前,这些装置很难达到它的最任性能。螺旋桨也不例外,直到1860年,虽然它在海船上已经成为一枝独秀,但是它的成就全都是依靠多年积累的经验。螺旋桨的进步,只依靠专家们的直观推理,已经不能满足船舶技术的发展需要,它有待科学家对其流体动力特性做出完整的解释,这就促使螺旋桨理论的发展。

螺旋桨的理论研究,在船舶技术发展过程中,它比任何一个专业领域都做得多,从经验方法过渡到数字化设计,再进而应用计算机技术进行螺旋桨最佳化的设什。一个好的螺旋桨其设计是非常重要的,模型试验也起着主要的作用。

近代螺旋桨的发展,由于我国自19世纪中叶沦为半殖民地,很少有贡献。解放后,我国造船事业得到新发展,对螺旋桨技术也进行了大量设计、研究工作,为各类舰船配上了大量自己设计制造的螺旋桨。最值得骄做的是“关刀桨”的问世,它是我国在螺旋桨技术发展中的一大创造。那是在60年代,广州文冲船厂有一位师傅,名叫周挺,他根据自己几十年制做螺旋桨的经验,把螺旋桨的桨叶轮廓做成三国演义中关公的82斤重大刀的式样,他形象地叫它“关刀桨”(图4)。

“关刀桨”曾在一些船上试验航行,提高了船的航速,更奇的是螺旋的振动却大大地减弱了。在当时的长江2000马力拖轮和华字登陆艇上使用,都取得了良好的效果,这一成就,吸引了许多造船界人士。1973年,在上海首先做了“关刀桨”敞水试验研究,同时还提供了设计图谱。有趣的是,在世界著名造船国家今天开发的“大侧斜”螺旋桨,如(图5)最新舰用大侧斜螺旋桨,直径6.3米,轴功率35660千瓦,舰航速达32.8节;图6所示是最新在客渡船上采用的大侧斜螺旋桨,该桨直径5.1米,轴功率15640干瓦,船航速为23.2节。图7所示是最新化学品船上采用的大侧斜螺旋桨,该桨直径6.2米,轴功率10400千瓦,船航速16.7节。它们和“关刀桨”非常相似,其重要特征是振动,噪声小,这也是“关刀桨”所具有的特点。

H. 请详细介绍一下涡轮螺旋桨发动机的原理

涡轮风扇发动机
涡轮风扇发动机 turbofan engine

由喷管排出燃气和风扇排出空气共同产生反作用推力的燃气涡轮发动机。涡轮风扇发动机由风扇、压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统组成。其中压气机、燃烧室和高压涡轮三部分统称为核心机,由核心机排出的燃气中的可用能量,一部分传给低压涡轮用以驱动风扇,余下的部分在喷管中用于加速排出的燃气。风扇转子实际上是 1级或几级叶片较长的压气机,空气流过风扇后,一部分流入核心机称为内涵气流由喷管高速排出产生推力,另一部分围绕核心机的外围流过,称为外涵气流,也产生推力。这种有内外二个涵道的涡轮风扇发动机又称为内外涵发动机。流经外涵和内涵的空气流量之比称为涵道比或流量比。涵道比对涡轮风扇发动机性能影响较大,涵道比大,耗油率低,但发动机的迎风面积大;涵道比较小时,迎风面积小,但耗油率大。内外涵两股气流分开排入大气的称为分排式涡轮风扇发动机。内外涵两股气流在内涵涡轮后的混合器中相互渗混后通过同一喷管排入大气的,称为混排式涡轮风扇发动机。涡轮风扇发动机也可安装加力燃烧室,成为加力涡轮风扇发动机。在分排式涡轮风扇发动机上的加力燃烧室可以分别安装在内涵涡轮后或外涵通道内,在混排式涡轮风扇发动机上则可装在混合器后面。
核心机相同时,涡轮风扇发动机的工质(工作介质)流量介于涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机之间。涡轮风扇发动机比涡轮喷气发动机的工质流量大、喷射速度低、推进效率高、耗油率低、推力大。50年代发展的第一代涡轮风扇发动机,其涵道比、压气机增压比和燃气温度都较低,耗油率比涡轮喷气发动机仅低25%左右,大约为 0.06~ 0.07公斤/牛·时(0.6~0.7公斤/公斤力·时)。60年代末、70年代初发展了高涵道比(5~8)、高增压比(25~30)和高燃气温度 (1600~1750K)的第二代涡轮风扇发动机,耗油率降低到0.03~0.04公斤/牛·时(0.3~0.4公斤/公斤力·时),推力则高达200~250千牛(20000~25000公斤力)。高涵道比涡轮风扇发动机的噪声低,排气污染小,多用作大型客机的动力装置,这种客机在11公里高度的巡航速度可达950公里/时。但这种高涵道比的涡轮风扇发动机的排气喷射速度低,迎风面积大,不宜用于超音速飞机上。
有些歼击机使用了小涵道比、带加力燃烧室的涡轮风扇发动机,在亚音速飞行时不使用加力燃烧室,耗油率和排气温度都比涡轮喷气发动机低,因而红外辐射强度较弱,不易被红外制导的导弹击中。使用加力作2倍以上音速的飞行时,产生的推力可超过加力涡轮喷气发动机,地面标准大气条件下的推重比已达8左右。
1. 涡喷发动机
进气道进气---压气机增压---燃烧室加热---涡轮膨胀作功带动压气机---尾喷管膨胀加速---排气到体外
发动机转起来之后,压气机源源不断地把压缩了的空气送到后面的燃烧室,在燃烧室里空气和燃油混合燃烧,向后排出高温高速高压气体,这些气体带动涡轮旋转,涡轮和压气机是用轴连在一起的,因此涡轮旋转了,压气机也跟着旋转,就不断地把空气压缩进去了
2. 涡轮风扇发动机
2.1分开排气涡轮风扇发动机
进气道进气--风扇增压--气流分为两股
内涵气流:压气机增压--燃烧室加热--涡轮膨胀作功带动风扇和压气机--内涵尾喷管膨胀加速--排气到体外
外涵气流:外涵道--外涵尾喷管膨胀加速--排气到体外
我们常见的民航客机所采用的发动机,多半是分别排气涡轮风扇发动机,比如著名的V2500,PW4000,GE90....
2.2混合排气涡轮风扇发动机
进气道进气--风扇增压--气流分为两股
内涵气流:压气机增压--燃烧室加热--涡轮膨胀作功带动风扇和压气机--混合器
外涵气流:外涵道--混合器
两股气流在混合器中掺混--尾喷管膨胀加速--排气到体外
编辑本段为何实用
涡轮风扇发动机要比涡轮喷气发动机更省油,尤其是超过音速不太多时。所以民用喷气飞机都是采用的涡轮风扇发动机。
我国民用分开排气涡轮风扇发动机还未研制成功,军用混合排气涡轮风扇发动机已成功批量生产相当于英国60年代的SPEY,用于飞豹上。相当于苏27上的AL31的太行前一段时间报道研制成功,但不知道是否投入批量生产。

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