涡扇发动机原理动画 (转载) - 未名空间MITBBS历史存档

涡扇发动机原理动画 (转载)# Joke - 肚皮舞运动

H*g2016-04-12 07:04

1 楼

【以下文字转载自 Aviation 讨论区】
发信人: rapier (Avanti), 信区: Aviation
标题: 涡扇发动机原理动画
发信站: BBS 未名空间站 (Mon Oct 20 21:44:39 2014, 美东)
http://animagraffs.com/inside-a-jet-engine/
见过最好的动画 !!

H*g2016-04-12 07:04

2 楼

这个不是笑话，的确是好图，而且还是可以存的GIF

H*g2016-04-12 07:04

3 楼

这个网站真不错
http://animagraffs.com/

s*d2016-04-12 07:04

4 楼

看不到

H*g2016-04-12 07:04

5 楼

点开网站看得到啊

【在 s**********d 的大作中提到】

: 看不到

c*r2016-04-12 07:04

6 楼

老兴这个屌app有link打不开还不能copy

B*42016-04-12 07:04

7 楼

之前我在军版问过喷气发动机为啥气流不会倒喷？没人能说清楚。在学术版再问一次。
先介绍一下基础知识：喷气发动机的燃烧室前接压缩机输出，后接燃气涡轮的输入，是
个两头通的管子。而压缩机的叶片和涡轮叶片是同轴的，高温高压燃气推动涡轮转动，
涡轮又带动压缩机吸进空气并加压。我的问题是，高压燃气既然能作用到后端涡轮叶片
，那么同样压力也作用到前端的压气机叶片，为啥燃气只往后喷，不往前喷呢？
我很小的时候以为燃烧室是分进气和喷气进程的，进气时候打开前端阀门关闭后端阀门
不喷气，喷气阶段关闭前端阀门打开后端阀门往后喷气。后来才知道原来喷气机是连续
工作，也没什么阀门开关。燃烧室就是个两端开口的管子。但问题来了，两头都开口，
为啥燃气只往后喷？

g*t2016-04-12 07:04

8 楼

简单说就是三个字，“压力差”。
燃烧室进气端压力比排气端高。这个压力差由两端不同的叶片设计实现的。

【在 B********4 的大作中提到】

: 之前我在军版问过喷气发动机为啥气流不会倒喷？没人能说清楚。在学术版再问一次。
: 先介绍一下基础知识：喷气发动机的燃烧室前接压缩机输出，后接燃气涡轮的输入，是
: 个两头通的管子。而压缩机的叶片和涡轮叶片是同轴的，高温高压燃气推动涡轮转动，
: 涡轮又带动压缩机吸进空气并加压。我的问题是，高压燃气既然能作用到后端涡轮叶片
: ，那么同样压力也作用到前端的压气机叶片，为啥燃气只往后喷，不往前喷呢？
: 我很小的时候以为燃烧室是分进气和喷气进程的，进气时候打开前端阀门关闭后端阀门
: 不喷气，喷气阶段关闭前端阀门打开后端阀门往后喷气。后来才知道原来喷气机是连续
: 工作，也没什么阀门开关。燃烧室就是个两端开口的管子。但问题来了，两头都开口，
: 为啥燃气只往后喷？

B*42016-04-12 07:04

9 楼

一般网上解释为啥不会倒喷都是说“燃烧室进气端压力比排气端高”，而这正是我的问
题所在。压气机是和燃气涡轮共轴的，然后压力低的涡轮推动压力高的风扇转？这不科
学呀。

【在 g***t 的大作中提到】

: 简单说就是三个字，“压力差”。
: 燃烧室进气端压力比排气端高。这个压力差由两端不同的叶片设计实现的。

H*g2016-04-12 07:04

10 楼

我也长期有这个疑问。不过后来想到应该是压气机产生的压强大于燃烧室的压强。用静
止的观点相，只要压气机的叶片总面积小于涡轮的叶片总面积，或者压气机的等效力臂
比较短，那么压气机受到的总阻力力矩就比涡轮机产生的总驱动力矩小，转起来就没问
题，而气流往哪里流是受压强支配的。这个跟一大一小俩注射器对着推的意思差不多。
当然喷气发动机里的空气流速很快，跟基本静止的情况肯定不同，但是基本原理应该差
不多是这个意思。
再有，燃烧室的形状应该也有关系，这方面是跟气流的惯性有关。

【在 B********4 的大作中提到】

: 之前我在军版问过喷气发动机为啥气流不会倒喷？没人能说清楚。在学术版再问一次。
: 先介绍一下基础知识：喷气发动机的燃烧室前接压缩机输出，后接燃气涡轮的输入，是
: 个两头通的管子。而压缩机的叶片和涡轮叶片是同轴的，高温高压燃气推动涡轮转动，
: 涡轮又带动压缩机吸进空气并加压。我的问题是，高压燃气既然能作用到后端涡轮叶片
: ，那么同样压力也作用到前端的压气机叶片，为啥燃气只往后喷，不往前喷呢？
: 我很小的时候以为燃烧室是分进气和喷气进程的，进气时候打开前端阀门关闭后端阀门
: 不喷气，喷气阶段关闭前端阀门打开后端阀门往后喷气。后来才知道原来喷气机是连续
: 工作，也没什么阀门开关。燃烧室就是个两端开口的管子。但问题来了，两头都开口，
: 为啥燃气只往后喷？

H*g2016-04-12 07:04

11 楼

这里说的压力实际是压强。同样的压强，作用在不同的面积上产生的压力就不一样。同
样的力，力臂不一样长，产生的力矩也不一样。所以就算是单转子的发动机，压气机和
涡轮同速旋转，只要控制叶片大小和转子的局部半径，就可以保持在工作状态下涡轮部
分产生的驱动力力矩大于压气机和风扇部分受到的阻力力矩。
当然启动的时候还是要用电机带起来的。
补充一下，涡轮叶片的受力跟角度形状非常相关，在静止的情况下想象成某种等效的面
积，实际在喷气发动机里应该是形状角度起主要作用。

【在 B********4 的大作中提到】

: 一般网上解释为啥不会倒喷都是说“燃烧室进气端压力比排气端高”，而这正是我的问
: 题所在。压气机是和燃气涡轮共轴的，然后压力低的涡轮推动压力高的风扇转？这不科
: 学呀。

H*g2016-04-12 07:04

12 楼

另外如果转子不是一整根，而是用行星齿轮之类的东西连起来的好几段，那么压气机和
涡轮的转速就不同，如果涡轮转速高，压气机转速低，那么根据简单机械原理，用必要
低压力的涡轮驱动比较高压力的压气机也是没问题的。
印象里现代好像高级一点的发动机是这样的两三节，主要是便于让每级都在比较理想的
速度下工作，提高效率。

【在 H********g 的大作中提到】

: 这里说的压力实际是压强。同样的压强，作用在不同的面积上产生的压力就不一样。同
: 样的力，力臂不一样长，产生的力矩也不一样。所以就算是单转子的发动机，压气机和
: 涡轮同速旋转，只要控制叶片大小和转子的局部半径，就可以保持在工作状态下涡轮部
: 分产生的驱动力力矩大于压气机和风扇部分受到的阻力力矩。
: 当然启动的时候还是要用电机带起来的。
: 补充一下，涡轮叶片的受力跟角度形状非常相关，在静止的情况下想象成某种等效的面
: 积，实际在喷气发动机里应该是形状角度起主要作用。

c*12016-04-12 07:04

13 楼

燃烧室的形状应该有很大关系

【在 H********g 的大作中提到】

: 我也长期有这个疑问。不过后来想到应该是压气机产生的压强大于燃烧室的压强。用静
: 止的观点相，只要压气机的叶片总面积小于涡轮的叶片总面积，或者压气机的等效力臂
: 比较短，那么压气机受到的总阻力力矩就比涡轮机产生的总驱动力矩小，转起来就没问
: 题，而气流往哪里流是受压强支配的。这个跟一大一小俩注射器对着推的意思差不多。
: 当然喷气发动机里的空气流速很快，跟基本静止的情况肯定不同，但是基本原理应该差
: 不多是这个意思。
: 再有，燃烧室的形状应该也有关系，这方面是跟气流的惯性有关。

l*e2016-04-12 07:04

14 楼

强，神味，学习了

H*g2016-04-12 07:04

15 楼

因为喷气发动机里都是极高速的空气，所以烧室的形状应该是有比较大的关系的。
但是我觉得根本的原因还是压气机和涡轮机会产生压力力矩差。叶片的大小、角度、布
局应该非常重要。我觉得就算把燃烧室摘了，往涡轮机中间吹压缩空气，涡轮机还是会
自己开始按正常方向转。

【在 c***1 的大作中提到】

: 燃烧室的形状应该有很大关系

H*g2016-04-12 07:04

16 楼

这个网站是一个人独立做的，作者是个搞设计的。这是他的作品集：
http://jacoboneal.com/

【在 l*****e 的大作中提到】

: 强，神味，学习了

M*a2016-04-12 07:04

17 楼

妈的，原来这个是载入中的等待图片，我老还纳闷你们为啥看着这么个图片叫好呢。

c*r2016-04-12 07:04

18 楼

有没有注意到近气口比出气口大很多，这可能就造成了压力差

v*t2016-04-12 07:04

19 楼

有道理，嘴巴比屁眼大，所以放出来的屁通常压力大声音响

【在 c*******r 的大作中提到】

: 有没有注意到近气口比出气口大很多，这可能就造成了压力差

H*g2016-04-12 07:04

20 楼

哈哈

【在 M******a 的大作中提到】

: 妈的，原来这个是载入中的等待图片，我老还纳闷你们为啥看着这么个图片叫好呢。

E*n2016-04-12 07:04

21 楼

感谢哈哈不错的好东西

E*n2016-04-12 07:04

22 楼

哈哈哈哈
这个是笑点

【在 M******a 的大作中提到】

: 妈的，原来这个是载入中的等待图片，我老还纳闷你们为啥看着这么个图片叫好呢。

H*g2016-04-12 07:04

23 楼

其实根本上，还是要感谢器人。昨天我在首页看到著名【新ID】 guoren的贴，然后好
奇到底什么贴这么厉害，点进去发现了宇航版，然后看到这个贴。

【在 E*****n 的大作中提到】

: 感谢哈哈不错的好东西

a*e2016-04-12 07:04

24 楼

压强不是压力
另外动压和静压不一样
流体里基本高速段的压强低
所以细管里可以比两头的压强都低很多
平衡的时候不能光看压力
还要看动能，守恒的是总能量

★ 发自iPhone App: ChineseWeb 1.0.6

【在 B********4 的大作中提到】

: 一般网上解释为啥不会倒喷都是说“燃烧室进气端压力比排气端高”，而这正是我的问
: 题所在。压气机是和燃气涡轮共轴的，然后压力低的涡轮推动压力高的风扇转？这不科
: 学呀。

a*u2016-04-12 07:04

25 楼

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Jet_e
800px-Jet_engine.svg.png
"那么同样压力也作用到前端的压气机叶片，为啥燃气只往后喷，不往前喷呢？"
total pressure: static pressure + kinetic pressure (~v**2)
The hot exhaust gases exit the engine through a tapering exhaust nozzle. The
tapering design helps to accelerate the gases to a speed of over 2100 km/h
(1300 mph). So the hot air leaving the engine at the back is traveling over
twice the speed of the cold air entering it at the front—and that's what
powers the plane. Military jets often have an after burner that squirts fuel
into the exhaust jet to produce extra thrust. The backward-moving exhaust
gases power the jet forward. Because the plane is much bigger and heavier
than the exhaust gases it produces, the exhaust gases have to zoom backward
much faster than the plane's own speed.

【在 B********4 的大作中提到】

: 之前我在军版问过喷气发动机为啥气流不会倒喷？没人能说清楚。在学术版再问一次。
: 先介绍一下基础知识：喷气发动机的燃烧室前接压缩机输出，后接燃气涡轮的输入，是
: 个两头通的管子。而压缩机的叶片和涡轮叶片是同轴的，高温高压燃气推动涡轮转动，
: 涡轮又带动压缩机吸进空气并加压。我的问题是，高压燃气既然能作用到后端涡轮叶片
: ，那么同样压力也作用到前端的压气机叶片，为啥燃气只往后喷，不往前喷呢？
: 我很小的时候以为燃烧室是分进气和喷气进程的，进气时候打开前端阀门关闭后端阀门
: 不喷气，喷气阶段关闭前端阀门打开后端阀门往后喷气。后来才知道原来喷气机是连续
: 工作，也没什么阀门开关。燃烧室就是个两端开口的管子。但问题来了，两头都开口，
: 为啥燃气只往后喷？

M*a2016-04-12 07:04

26 楼

The
h
over
fuel

【在 a**********u 的大作中提到】

: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Jet_e
: 800px-Jet_engine.svg.png
: "那么同样压力也作用到前端的压气机叶片，为啥燃气只往后喷，不往前喷呢？"
: total pressure: static pressure + kinetic pressure (~v**2)
: The hot exhaust gases exit the engine through a tapering exhaust nozzle. The
: tapering design helps to accelerate the gases to a speed of over 2100 km/h
: (1300 mph). So the hot air leaving the engine at the back is traveling over
: twice the speed of the cold air entering it at the front—and that's what
: powers the plane. Military jets often have an after burner that squirts fuel
: into the exhaust jet to produce extra thrust. The backward-moving exhaust

A*e2016-04-12 07:04

27 楼

好！

h*k2016-04-12 07:04

28 楼

这个网站确实很棒！