晏礪堂

渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是怎么一回事？

在報(bào)紙上人們常看到噴氣式飛機(jī)這一名詞。噴氣式飛機(jī)是因?yàn)樗b有渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)而得名的。世界上聞名的圖－104便在兩翼上裝了兩臺(tái)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。蘇聯(lián)還制出另一批新型的旅客機(jī)：圖－114與依爾－18莫斯科號(hào)等。前一種飛機(jī)可乘170－220人，后一種能乘75人。飛行速度都很快，而且特別經(jīng)濟(jì)，票價(jià)與火車票價(jià)相仿。這兩種飛機(jī)都裝著渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，每一飛機(jī)裝4臺(tái)。

為了說明渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，下面畫了渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理簡(jiǎn)圖。從圖上可以看出這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)是很相似的。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)由壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪與噴管等主要部分構(gòu)成。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)則除了有這幾部分外還有減速器與螺旋槳。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)空氣被壓氣機(jī)吸入并壓縮使壓力提高后進(jìn)入燃燒室中，在其中由噴嘴噴入煤油與進(jìn)入的空氣混合并進(jìn)行燃燒。燃燒后的氣體向后吹動(dòng)渦輪使之旋轉(zhuǎn)。渦輪是用來帶動(dòng)前面壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)的。吹過渦輪后的燃?xì)庠僭趪姽苤信蛎浺院芨叩乃俣葒姵鋈?，利用噴氣時(shí)的反作用推力使飛機(jī)前進(jìn)。

渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)

1.壓氣機(jī)2.燃燒室3.渦輪4.噴管5.減速器6.螺旋槳

在渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)中，渦輪不僅用來帶動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)而且還要通過減速器帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)。螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)槳葉把空氣打向后去，空氣則有反作用力作用于槳葉。噴管噴出氣體的速度卻不很高，但也會(huì)得到一定的反作用力。這兩種反作用力均能推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。飛機(jī)得到的反作用力我們稱它為推力。在這種發(fā)動(dòng)機(jī)上，由螺旋槳得到的推力遠(yuǎn)比由噴管得到的推力大。減速器是用來將渦輪與壓氣機(jī)的每分鐘高達(dá)10000到30000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速降低到螺旋槳的約每分鐘1000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。這是因?yàn)閴簹鈾C(jī)與渦輪都希望在高轉(zhuǎn)速下工作，而螺旋槳?jiǎng)t必須在低轉(zhuǎn)速下工作，以免葉尖達(dá)到超音速致使螺旋槳效率大大降低(新近正在研究的超音速螺旋槳除外)。由此看來渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是比渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)更為復(fù)雜的一種發(fā)動(dòng)機(jī)。在設(shè)計(jì)與試制中所需的勞動(dòng)量，需要解決的技術(shù)問題以及可能遇到的困難都比設(shè)計(jì)和試制同樣大小的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)要多。

渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)有哪些優(yōu)點(diǎn)

渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)有壓氣機(jī)，燃燒室，渦輪與噴管，這都和渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相似。但從它又有螺旋槳與減速器方面看又和活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)相似。所以這種發(fā)動(dòng)機(jī)兼有渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的一些優(yōu)點(diǎn)如馬力大，尺寸小，省油等。

渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)可以制成大大小小不同馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)。小的可以發(fā)幾百匹馬力，大的現(xiàn)在達(dá)到每臺(tái)發(fā)出15000匹馬力。而活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)則只能做到每臺(tái)最多發(fā)2000一3000馬力，個(gè)別功率大一些的可以超過3000馬力，但不到4000馬力。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，迎風(fēng)面積小。后一點(diǎn)很重要，因?yàn)轱w機(jī)在空氣中飛行有很大的阻力，迎風(fēng)面積越大，飛機(jī)受到的阻力就越大，同樣馬力情況下飛機(jī)就飛得越慢。

渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)使用煤油，而且每馬力每小時(shí)消耗的煤油與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的汽油相近甚至還略為少些。而航空汽油的價(jià)錢約為航空煤油的兩倍。此外由于前者迎風(fēng)面積小，重量輕使飛機(jī)飛得更快。如果以5000馬力的飛機(jī)來估計(jì)，渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)飛1000公里約需1小時(shí)40分鐘；而活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)則約需飛3小時(shí)。前一種飛機(jī)用煤油化費(fèi)約2000元，而后一種飛機(jī)用汽油則約需3500元，這無怪乎用渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)票價(jià)可以與火車競(jìng)賽了。

渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作同樣距離飛行所消耗的油就更多了。比上述兩種發(fā)動(dòng)機(jī)都不經(jīng)濟(jì)。所以渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)用于旅客機(jī)和運(yùn)輸機(jī)是較為經(jīng)濟(jì)的。

渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)在高空時(shí)馬力降低不多，故適用于飛高原地區(qū)的飛機(jī)。例如在我國(guó)青海，西藏，云貴等高原地區(qū)用渦輪螺旋槳飛機(jī)就很合適，當(dāng)然平原地區(qū)這種飛機(jī)就更沒問題。而用一般的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)則往往不能飛越很高的山，因而不適于在高山地區(qū)飛行。同時(shí)高空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造復(fù)雜，重量很大。

渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理很早就為人們所知道，但成功地使用于飛機(jī)上只不過是近幾年的事，因?yàn)樗且环N較新的技術(shù)，所以還將會(huì)有很大的改進(jìn)，很大的發(fā)展。

渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍

帶渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)在每小時(shí)600－900公里的速度下飛行較為經(jīng)濟(jì)。飛行高度一般距海平面8000－10000公尺，也可略為高些。這樣的飛機(jī)目前不能超音速飛行。它的飛行速度和最高飛行高度都比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)為大，但較渦輪噴氣式飛機(jī)的要小些。

渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)較輕便，又經(jīng)濟(jì)，故適用于民用交通運(yùn)輸事業(yè)。在航空方面適用于直升飛機(jī)以及較高速的旅客機(jī)與運(yùn)貨機(jī)。在陸上和水上運(yùn)輸中也可應(yīng)用，例如在汽車，火車，輪船上都可應(yīng)用渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)然在汽車與火車上用不著螺旋槳而是以車輪子來代替?，F(xiàn)在國(guó)外已經(jīng)在水陸交通中開始應(yīng)用渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)了?？梢灶A(yù)期渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)更廣泛的應(yīng)用于各種交通運(yùn)輸工具上。