Question

喷气式飞机的原理是什么？

Answer 1

楼上说得没错，当气球的出气口向左喷出时，气球就向右运动。气球喷出的气的方向总是与它前进的方向相反。这就是喷气式飞机飞行的原理。这种现象叫反冲现象。

航空喷气发动机来自十分古老的涡轮技术，其发展历程可以追朔得很远。古代中国的水排、“走马灯”和古代罗马的水轮机等，都包含着它的原理。

这种原理在我国古代就曾为人们所利用。宋朝发明的带火药的火箭，就是运用这种原理。火箭上有个纸筒，里面装满火药。火药燃烧的时候，产生一股强烈的气流从尾部喷射出去，利用喷射气流的反作用力，火箭就能飞快地前进。但是，人们真正地完整地认识这个原理，还是20世纪初叶的事。俄国的科学家齐奥尔科夫斯基1903年出版的《利用喷气工具研究宇宙空间》一书，阐明了火箭飞行理论，论述了将火箭用于星际交通的可能性，提出了液体燃料火箭的思想和原理图，并完成了世界上第一架喷气发动机的计算。这些，为制造喷气式飞机提供了理论依据。

在解答你喷气式飞机的原理之前，要先讲一下喷气式发动机的原理，它和螺旋桨发动机不同，是靠空气和煤油燃烧后所产生的大量高温高压气体，向后喷射而形成动力。

1928年，德国人保罗·施米特设计出了冲压式喷气发动机。但是，最初研制出的冲压发动机寿命短、振动大，根本无法在载人飞机上使用。于是1934年时，施米特和G·马德林提出了以冲压发动机为动力的“飞行炸弹”，即导弹。

冲压发动机由进气道（也称扩压器）、燃烧室、推进喷管三部组成，利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。这一过程不需要高速旋转的复杂的压气机，是冲压喷气发动机最大的优势所在。进气速度为3倍音速时，理论上可使空气压力提高37倍，效率很高。高速气流经扩张减速，气压和温度升高后，进入燃烧室与燃油混合燃烧。燃烧后温度为2000一2200℃，甚至更高，经膨胀加速，由喷口高速排出，产生推力。因此，冲压发动机的推力与进气速度有关。以3倍音速进气时，在地面产生的静推力可高达2OO千牛。

冲压发动机的优势在于构造简单、重量轻、体积小、推重比大、成本低。简单的说就是一个带燃油喷嘴和和点火装置的筒子。因此常用于无人机、靶机、导弹等低成本或一次性的飞行器。同时由于推重比远大于其他类型的喷气发动机，非常适合驱动高超音速飞行器，如空天飞机、先进反舰导弹等。

但冲压发动机没有压气机，就不能在地面静止情况下启动，所以不适合作为普通飞机的动力装置。通常的解决方法是增加一个助推器，使飞行器获得一定的飞行速度，然后再启动冲压发动机。最常见的助推器为火箭发动机。此外也可由其他飞行器挂载仅装有冲压发动机的飞行器，飞行到一定速度后，再将仅用冲压发动机的飞行器投放。

50年代，美国的NACA(即NASA 美国航空航天管理局的前身)对涡扇发动机进行了非常重要的科研工作。55到56年研究成果转由通用电气公司(GE)继续深入发展。GE在1957年成功推出了CJ805-23型涡扇发动机，立即打破了超音速喷气发动机的大量纪录。但最早的实用化的涡扇发动机则是普拉特·惠特尼(Pratt & Whitney)公司的JT3D涡扇发动机。实际上普·惠公司启动涡扇研制项目要比GE晚，他们是在探听到GE在研制CJ805的机密后，匆忙加紧工作，抢先推出了了实用的JT3D。

涡轮风扇发动机的妙处，就在于既提高涡轮前温度，又不增加排气速度。涡扇发动机的结构，实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮，这些涡轮带动一定数量的风扇。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样，送进压气机(术语称“内涵道”)，另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。因此，涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时，为提高热效率而提高涡轮前温度，可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径，使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道，从而避免大幅增加排气速度。这样，热效率和推进效率取得了平衡，发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低，飞机航程变得更远。

涡轮喷气发动机简称涡喷发动机，1930年，英国人弗兰克·惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利，这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。11年后他设计的发动机首次飞行，从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。涡喷发动机通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡喷发动机属于热机，做功原则同样为：高压下输入能量，低压下释放能量。

涡轮喷气发动机的原理类似与火箭，依据反作用力原理。喷气时代的标志，便是涡轮喷气式发动机作为新型动力装置的诞生。其工作原理是：空气经过压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧；膨胀的燃气进入与压气机同轴的涡轮并推动涡轮旋转，使压气机正常工作；从涡轮中流出的燃气经尾喷管膨胀后，高速向后喷出，根据牛顿第三定律，作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力，从而产生巨大的反作用力推动飞机前进。

然而在真实环境下工作时，发动机首先从进气道吸入空气。这一过程并不是简单的开个进气道即可，由于飞行速度是变化的，而压气机对进气速度有严格要求，因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。并且在起飞阶段，涡轮是不转的，自然压气机也不能转，所以外面有一个电动机在开始时会启动，带动压气机转动吸入空气。随后高压气流进入燃烧室。燃烧室的燃油喷嘴射出油料，与空气混合后点火，产生高温高压燃气，向后排出。高温高压燃气向后流过高温涡轮，部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能，驱动涡轮旋转。由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上，因此也驱动压气机旋转，从而反复的压缩吸入的空气。从高温涡轮中流出的高温高压燃气，在尾喷管中继续膨胀，以高速从尾部喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多，从而产生了对发动机的反作用推力，驱使飞机向前飞行。

目前航空涡轮发动机可分为涡扇,涡桨,涡喷及涡轴等几种.他们的工作原理大同小异,都是前端的压气机产生高压空气,高压空气在燃烧室内与燃料混和被点燃,产生高温高压的燃气,推动后端的涡轮,涡轮与压气机同轴给压气机传输功以继续产生高压气体.

对于涡喷发动机,高温燃气的膨胀功除了带动涡轮外,其余都形成高速射流产生推力;对于涡扇和涡桨发动机,高温燃气还要带动另外的涡轮,为风扇和螺旋桨传输功率以产生推力,余下的燃气膨胀功只是很小一部分.对于涡轴发动机,高温燃气带动涡轮产生轴功带动直升飞机旋翼(也可作为其他轴功输出).

另外，前面我讲到：是靠空气和煤油燃烧后所产生的大量高温高压气体，向后喷射而形成动力。许多人都有一种错觉，认为飞机全都烧汽油。其实并不是这样，现代喷气式飞机就是选择煤油作燃料的。

喷气式飞机发动机工作原理和活塞式发动机有所不同，它的燃烧过程并不是间断进行的。燃料点燃，以后就可以燃烧到发动机断油。所以，不要求燃料有相当好的蒸发性，烧汽油就显得大材小用了。不但这样，现代喷气式飞机飞得高、而且速度快，于是带来一个很大的问题：处在高空飞行的飞机，因为空气相当稀薄，大气压力也小，而且燃料处于低压状态，通常在这种环境下，假如以汽油为燃料，油箱以及油路中的汽油就会马上沸腾，从而产生许多油蒸汽，阻塞油路，造成“气塞”。发动机也会由于得不到燃料而在空中停车，从而造成机毁人亡的严重飞行事故。为了防止“气塞”出现，喷气式飞机也只能采用沸腾温度十分高、而且不易蒸发的煤油作燃料了。

此外，煤油的润滑性要比汽油好得多，而汽油会使发动机各个机件润滑性能变差，极大缩短发动机的使用寿命，因此这也是喷气式飞机烧煤油的另外一个原因。

民航喷气式飞机使用航空煤油，航天飞机的助推器携带500吨的铝粉做燃料，轨道飞行器的燃料主要由外面橘黄色的燃料箱供给，里面有700吨液氧和100吨液氢，作为轨道飞行器的燃料。

好了，以上对你的解答基本上是深入浅出，你应该可以对喷气式飞机的基本原理有个大致的了解啦，哈哈。

Answer 2

原理是将空气吸入，与燃油混合，点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前．一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级的压缩空气 ，使空气更好的参与燃烧．风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油料的混和气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转，最后排出发动机气，从而完成了一个外．而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上，因此会带动压气风扇继续吸入空工作循环．

Answer 3