航天发动机和航空发动机推力来源

有了，想到一个可行性极强的实证试验方案。
    我们去买两根火腿肠来吃
      把一根的一端收口部切掉，挤出肉吃，剩下的肠衣切口段套住水平的水管固定好，水管就被堵住了。
    稍稍打开阀门让水充满肠套子，形成一根水腿肠。
    继续开大阀门，让水腿肠套发生自然的变化，观察分析这个套子各部位的受力情况和变化的机制。

    把另一根两端的收口部都切掉，也挤肉出来吃，剩下的肠衣是个准直的套筒，一端套上水平的水管固定好，没有封住，等于接长了水平的管段而已。
    阀门打开到最大，观察这个肠套筒的表现，分析各部位受力情况，推理它正在高速喷出水时为什么受到强大反冲力作用而后退弯曲，或者并不受到明显反冲力作用而不后退弯曲；用手在前面近处遮挡水流的出路，测量冲击力大小，关掉阀门，测量水平压退压折肠套筒需要多大的力。
    保持最大喷水状态，用手只接触不明显干扰地虚握肠套筒，测量各部位受力大小和方向；再故意干扰它，弄弯或者折偏整体方向，感受它的抵抗作用，分析为何如此抵抗。
    这样就可以了解不直的水管到底哪个部位和反冲运动有密切关系。

    大型的扭甩试验嘛......
    可以叫小白兔去肉铺问有没有100挂猪大肠

120# positron
热力学的绝热膨胀公式忘了，可以再查一下，但起码还缺几个数据：
1. 涡轮前压力；
2. 涡轮前温度；
3. 涡轮后压力；
4. 涡轮后温度；
有了这组数就可以知道涡轮提取了多少功率去驱动压气机了；
5. 喷口外就是大气压，高空与海平面是不一样的，因此两个推力也不同；
6. 喷口外温度；
由3、4、5、6这组数就可以求出推力了。
当然要清楚66~67kg/s这个数是否恒定的，也要清楚这个数是否含有燃气废气。
对于全加力状态，就要看补燃后的总排气流量和用加力燃烧室的温度和压力代替3、4项就是了。

我看还能不能查回那些公式，我可以试试算。
毕竟改行二十年了。
如果找不回就没得好谈了，真抱欠。

我也是改行的航空发动机人。。。以前搞wp7和Al31f

理论的东西我也忘得差不多了。。。。。

我也来凑一下热闹：我的观点是火箭满足我们一般认为的动量守恒，这个就不多说了，航空发动机却不不然，涡扇发动机产生的推力除了来源于向后喷气的动量，还有一方面是来源于扇面叶片表面气体的压力差。我以前一直认为螺旋浆是的原理就是为了向下喷气来获得F×t＝m×v的，后来经过我一个同事的解释明白了，对于螺旋桨来说，气体最好不要向反方向运动，有点点像螺丝旋进木头，螺旋桨获得的力主要来源于叶面正反面的压力差。不管是涡喷还是涡扇发动机，内部都有和螺旋桨类似的压气涡轮，只不过两者的涵道比不一样，涡喷外涵道小，所以螺旋桨的效应也小，而涡扇的外涵道大，螺旋桨的效应也要大一点。不对之处请大家指正！！

我也来凑一下热闹：我的观点是火箭满足我们一般认为的动量守恒，这个就不多说了，航空发动机却不不然，涡扇发动机产生的推力除了来源于向后喷气的动量，还有一方面是来源于扇面叶片表面气体的压力差。我以前一直认为 ...
bg4tfw 发表于 2008-12-20 22:25

                               
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基本没错，除了螺旋桨我不懂，当初没学。不过，涡喷没有外涵。

我也是改行的航空发动机人。。。以前搞wp7和Al31f
whoiswho 发表于 2008-12-18 21:04

                               
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wp7，那应该是很多年以前的了吧？

31f的国产型号是？

基本没错，除了螺旋桨我不懂，当初没学。不过，涡喷没有外涵。
positron 发表于 2008-12-21 00:29

                               
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^_^你说的对，涡喷是没有外涵道的，很长时间没看记不太清楚了，谢谢啦
是战斗机的涡扇发动机的涵道比比民航用的涡扇发动机的涵道比要小。

^_^你说的对，涡喷是没有外涵道的，很长时间没看记不太清楚了，谢谢啦
是战斗机的涡扇发动机的涵道比比民航用的涡扇发动机的涵道比要小。
bg4tfw 发表于 2008-12-21 11:20

                               
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战斗机的发动机为了平衡推力和小迎面，所以外涵道要小。

2000年左右的时候，wp7还是有很大的大修量的。

航空发动机就是适应地球大气环境改良的航空发动机.....提供氧化剂的模式不一样而已

好长时间不来了，今日偶得空闲，看到这个好帖子，也来说说自己的看法。

  推力的来源一致：化学能转化热能部分转化机械能
  推力原理一致：动量定理，其实质是牛三定理
  航天发动机就不用说了，简单且大家看法一致
  航空发动机不论其内部多么复杂多么不同，我认为都可以简化为进气口（空气，质量M1、速度V1）、机械部分、排气口（空气与内燃机的废气，质量M2、速度V2）三部分，机械部分的各种力都是内力不影响发动机的推力，推力来自排进气的动量差即M2V2-M1V1,显然由于燃油的消耗M2>M1（不过这个不是主要的），由于热能转化为机械能V2>V1

东西太乱，翻了一下，有本书可能比较好接触。英国罗耳斯.罗依斯公司曾经出了一本科普书，貌似叫做《航空发动机》，有中译本，没有正式读过，只看了内容预览，很多种发动机和图解，应该不错吧，其中也是把推力来源陈述为靠向后喷气，但是偶然冒出话，暴露压差机制的重要性。
    经常报道喷气发动机喘振和空中停车问题，在一本骨灰级的航空杂志上热烈讨论技术细节（很怀念那种不单做感性刺激来招揽读者的风格，让人仿佛挤到飞机设计师们的餐桌旁听聊天），说到关闭加力的发动机因为涡轮后方情况剧烈变化（没有直接说成压强剧降），涡轮处气流速度突增，涡轮意外加速旋转，带动前方初级压气机叶片转速提高，而次级保持原来工况，导致两者间气体拥堵，发生喘振，其实可以发现很明显的压差机制的马脚。
    NASA曾经的研究有个数据，没有外函道的涡轮发动机燃料能量利用率低，巡航状态喷气速度和进气速度绝对值之比大概是2/1，效率大概50%
      有外函道的涡轮风扇发动机随着函道比增大，能量更多地有效用于风扇叶片向后推空气，效率不断提高，逐渐向螺旋桨发动机的机制过渡，喷气/进气速度比值不断减小（能量更多转化掉了）。
    演变成涡轮螺旋桨发动机时，几乎所有的燃气能量都用于桨叶向后推空气，喷气/进气速度比值只略大于1，能量利用率则略小于100%，这个东西本来好，但是技术推广时遇到的阻碍之一是人们已经认为带螺旋桨的飞机过时了，非要坐看不见桨叶的飞机，却没有料到涡轮风扇发动机其实偷偷用大筒子藏住叶片了，很有趣。所以俄罗斯的图95轰炸机（其实技术起源在仿制美国的B-29，东京上空三十秒和从中国起飞轰炸日本时飞去迫降的）装涡轮螺旋桨发动机并非任意选择。
    还有个超音速燃烧冲压喷气发动机的所谓奇妙的气流速度变化机制，说故意不减速的进气被充入油料燃烧升温时，居然自动减速了（燃烧区域），也该有压差分布的名堂。
    航空发动机种类繁多，设计和工况变化非常多有趣的事情，比F1赛车的技术看点还多，感兴趣的话可以去看热闹看门道。

是的，航空发动机千花百样，但万变不离其宗；
无论航空发动机怎样变、怎样花样百出，不外乎是用尽各种技术手段，使燃料化学燃烧的热能尽可能高效地转化成机械能，尽一切可能使推动飞机前进的反冲气流动量最大化。
如果反冲气流流量的增量大于流速的减量，反冲气流动量能够加大，反冲气流流速的牺牲就是一个有价值的投资。
但无论怎么变，基本物理原理是没有变的。
对于这个话题，我始终坚持，如果前辈们能止于提醒入门者做工程时要注意细节的话，是无可厚非的。
如果还坚持否定基本原理的话，如果不允许说哗众取宠的话，最起码我还得说一个词——吸引眼球。

厄...不会讨厌我硬要说不靠“喷气”靠“压差”吧?
我的脑袋是有点尖，还是打算猛钻，哪怕几乎只看见理论和专业的人说就靠喷气，反而自认为更加接近理论内涵，咬相互作用机制的肉，吐相互作用结果的皮，死敲“使其出”的表象逻辑外壳，敲得直飙血
    不过火箭喷气发动机跟航空发动机（从工质来源考虑把火箭－冲压发动机也包进去）是有事实上的可分辨特点，要从目前普遍的认知水平来强调差异普及知识也有必要。
    貌似被我捣鼓成七岔八杈的珊瑚丛了，在里面到处乱扯蜘蛛丝，但是自己觉得好玩，而且已经折腾狼藉了，好容易捡到说发动机的借口，就是不认错，嘿嘿

一， 工程上一直不厌其烦地寻新燃料，除了一个方向是找环保燃料之外，主要方向还是找高效燃料，比如说燃烧值更高的燃料，或者是低温高压的燃料。
二， 工程上也一直不厌其烦地寻找新的高温材料，就是为了为了使燃料在燃烧室内更高温高压地充分燃烧。
此二点无他，无论对火箭、喷气式航空发动机还是活塞式航空发动机而言，都是为了使燃料在燃烧完成时有更高的压强，使废气在绝热膨胀时能多地对外做功。
对于航空发动机，燃料燃烧废气在绝热膨胀时对外做的功，是以涡喷的形式大部份直接产生推力，还是通涡轮吸收百分之二三十的燃气能量去驱动上十倍的空气产生更大的推力，还是吸收绝大部份的燃气能量转化为轴输出的扭力去驱动螺旋桨或旋翼，那只是应用领域的不同而已。

实际上火箭也不是那么的绝对。
现在在战术导弹方面，早有成熟的固体冲压火箭发动机技术在应用了。

其一：谁说学航发出来的人都转行了，起码这个坛子里我还在航发里混。最近从北航转战南航，目前正在给楼主系里那位传奇的“火哥”当小弟，现在算是拿着624的工资在南航进修，明年重新回所工作，以后也没打算转行。（问候各位师兄先……）

其二：楼主和SamuelHan争论的问题其实是个伪命题，（这楼有点歪了），我理解你们不过是在说自己对下面这句话的各自理解：

航空发动机和航天发动机均是依靠发动机尾喷口高速喷出的气体，根据动量守恒定律（或者说是动量定理），获得反作用力，从而获得推力

楼住强调的错误之处在于这句话“依靠发动机尾喷口高速喷出的气体（行话叫流质）”：对于航天不假；对于航空不够准确，因为这些不光有“喷出的”流质的反作用力，还有发动机利用螺旋桨（涡轮螺桨发动机）、旋翼（涡轮轴发动机）和风扇（分排式涡轮风扇发动机）带动的周围流质运动产生作用力——对于涡轮螺桨发动机，这样产生的推力甚至可以高达90%以上；对于涡轮轴发动机则意味着几乎全部（内燃式发动机自不消说）。换言之，这句话比较严谨的说法是“航空发动机依靠直接和间接推动各种流质，根据动量守和定律，获得反作用力，从而获得推力的”。
不过在工程计算上，运用这个无法计算更不好测量，工程上一般用发动机及其周围所选取的控制体（Control Volume，而不是研究固体时常用的系统，二者有区别不过与此问题关系不大）压强关于控制体面积的积分作为其推力，在此基础上减去摩擦力即为实际向飞机输出的力（但工程上单个发动机的摩擦力无意义，主要还要考虑飞机的……）。

SamuelHan兄（叔？）着眼点在于“根据动量守恒定律……获得反作用力”：事实上，那位性能课老师一点也没有否定物理学基本定律的意图，楼主也绝无此念。只是考虑的角度不同罢了。

至于千手观音兄提到的压差和喷气问题，不过是硬币的两面罢了，是一个现象的两种不同描述而已。

其实这个讨论最重要的是理清这其中的物理概念，其他的谁对谁错都是次要的……

137# 北斗渡鸦

你说的清楚，我改行了，实际上当初也没学好，说不清。

PS：你所说的“火哥”是哪位？

呵呵，不记得的话可能就没交过你们吧。只是我看到他现在在给本科生上发动机结构课……