小型飞机发动机(小型飞机,涡桨发动机和活塞发动机哪个性价比高?)

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1、小型飞机,涡桨发动机和活塞发动机哪个性价比高?
这个问题比较冷门,涉及到当前航空发动机制造业现况以及通用航空领域,老鹰航空从下面两个方面简单的回答一下吧:
1、航空活塞发动机制造业目前规模不如二战时期;
随着五十年代喷气式发动机的大规模应用,尤其是涡扇、涡轴、涡桨三大系列航空发动机的普及,无论是军用航空还是民用航空领域,航空活塞式发动机的需求量已经降低到几乎为零的程度。而只有在通用航空和无人机领域还能见到航空活塞发动机的市场需求,不过这一需求也不是最为主流的,因为还要受到电动机和小型涡桨/涡轴发动机的双重挤压。
截至目前,国外的航空活塞发动机制造商集中在Rotax、莱康明、林巴赫等,国内也在西安、重庆、芜湖、株洲等地也有几家航空活塞发动机制造商。论研发水平上来看,国产航空活塞发动机还是比国外产品要差一些,整体发动机功率基本上在100马力以下,以两缸两冲程、四缸两冲程、四缸四冲程等三种方式为主,附带的加上涡轮增压、电喷等节油、增压技术,但题目上提到的1000马力活塞发动机,如今已经没有了,二战时期倒是推出过几款液冷式大马力发动机。
2、1.5吨商载的小飞机动力系统的基本要求;
对于商载能力要达到1.5吨的小飞机,这里就按固定翼来讨论,那么商载系数一般0.3左右,也就是起飞重量要达到4.5-5.0吨,这样的飞机,就有点类似国产运-12基本型了,正常动力配置需求1000-1300马力之间,而这种功率输出的发动机,现在来看只能是涡桨发动机了。而世界上目前涡桨发动机做的比较好的就是加拿大普惠公司,因此,咱们国家的新舟-60/600/700支线客机,以及运-12后续改进型等,都是使用普惠涡桨发动机。这一级别的涡桨发动机,可靠性、维护性都要高于活塞发动机。
所以,如今对于大马力的航空发动机需求方面,3吨以下的飞机可以考虑使用活塞发动机,而3吨以上基本上都是要用涡桨发动机了,更大起飞重量的就要使用涡扇发动机了。这就是航空行业的主流选择。
——问题就回答到这里了——
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2、小型飞机发动机?
小型飞机发动机的转速一般为2000~20000不等。 小型飞机用的是活塞发动机,涡扇的话巡航一般一万转每分钟。随着转速增高离心力的加大,叶片的断裂是很难解决的。 航空发动机(aero-engine),是一种高度复杂和精密的热力机械,为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏,被誉为“工业之花”,它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前,世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家,技术门槛很高。 飞机(Fixed-wing Aircraft)指具有机翼、一具或多具发动机的靠自身动力驱动前进,能在太空或者大气中自身的密度大于空气的航空器。如果飞行器的密度小于空气,那它就是气球或飞艇。如果没有动力装置,只能在空中滑翔,则被称为滑翔机。飞行器的机翼如果不固定,靠机翼旋转产生升力,就是直升机或旋翼机。固定翼飞机是最常见的航空器型态。动力的来源包含活塞发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机或火箭发动机等等。 20世纪初,美国的莱特兄弟在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献。在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者一号”,并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年,他们创办了“莱特飞机公司”。自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文明不可缺少的交通工具。它深刻的改变和影响了人们的生活,开启了人们征服蓝天历史。
3、火车和飞机的发动机,谁更强大?
我所在的车站是京九和宁西交汇站,然后呢现在京九和宁西一次性牵引都在5000吨一上了,京九是和谐d一代机车,宁西是二代,功率都是9600kw,一台电力机车上有四台电机,要是比单台发动机的功率确实没有飞机大,但是要是比运送能力,那绝对秒杀飞机了,安225起飞才600多吨,而普通铁路单次运送能力都超过5000吨了,而中国出名的大秦线,超重载货物线路,一次性牵引都是万吨一上,两万吨货物只需要四台机车就可以牵引,这也是为什么中国铁路比飞机发达的多的原因!
4、飞机发动机在飞机翅膀下是如何推动飞机起飞的?
对于现在的民航大飞机来说,飞机的主发动机(大发动机)都是需要依靠启动机启动的,而这些飞机发动机的启动机除了波音787的GE-Nx或Trent 1000是使用电力启动机外,其他的绝大部分都是使用气动启动机(个别小型飞机和活塞螺旋桨飞机除外)。而启动机启动所需要的电或者压缩空气从哪来,那就要依靠飞机上的APU了。
如上图所示,大飞机(民航客机)的APU都装在飞机的尾端,其实上就是一台小型发动机,也有人将其称为备用发动机,只不过这样的说法不是很准确。APU就是
Auxiliary Power Unit的缩写,意味辅助动力系统,一般但你坐飞机登机的时候,听到飞机上传来的轻微噪音并不是飞机主发动机传来的,这个时候飞机的主发动机还没启动,只是APU在工作。
APU基本上就是上图这个样子,下面我们来说一下民航客机发动机是如何启动的:当飞机发动机要启动的时候,首先要给发动机启动机通电、通气,那么电源和气源哪里来呢?这也就是辅助动力系统APU的作用。当飞机在地面时,APU工作提供电力和压缩空气,这时飞机里的照明、空调、仪表等用电用气设备依赖APU提供;当飞机准备就绪,想要发动发动机起飞时,驾驶舱会将控制钮旋至点火启动位置,将信号传递至发动机控制组件,控制燃油系统打开油路通道,高压引起机将APU产生的压缩空气通过引起管路引到“气动启动机”,高压气体带动启动机运转,经过齿轮箱附件等传动系统带动涡扇发动机的N2转子,当N2转子达到设定转速后,由发动机控制组件控制点火盒通电点火,燃烧室周围的燃油喷嘴开始喷油燃烧,发动机转速持续上升,当转速提高到50%的时候,发动机启动工作宣告顺利结束。
(南航波音747-400F更换APU)
发动机启动工作结束后,控制组件会控制引气启动管路关闭,点火盒停止工作,发动机与启动机脱开。发动机本身会继续提高转速,大约增加到60%转速时开始稳定工作,这也就是飞机主发动机“慢车”工作状态,然后就可以开足马力加速滑行并飞离跑道了。
每一架大飞机的屁股后面都有这样子的“洞洞”,这就是飞机APU的排气口,话说APU再小也是个发动机,也需要进气和排气嘛。而为何绝大多数大飞机的发动机都要引起启动(气动启动机),这是因为飞机的主发动机是非常庞大的,一般的往里站个人都不是事儿,大一些的发动机直径比中型客机机身还要大,所以启动机要带动发动机转子旋转还是很吃力的,而选择气动启动机就可以缩小APU的体积,当然随着技术进步,电力启动机得到跨越式发展的情况下,也可以选择电力启动,比如说波音787的发动机就是依靠电力启动机启动的。
话不多说,上图。上面就是波音787的GEnx发动机(左)和波音737NG的CFM56-7发动机(右)的大小对比,这俩发动机不光是体型、马力天差地别,GEnx这么大个的噪音水平还比CFM-56要低得多,如果说波音737发动机的噪音水平算是“嘈杂”的话,787发动机工作时都可以说是“静音”了。
当然我们上面所说的都是一切正常状态下的启动过程,而电子和机械设备,谁又能保证没个故障呢?当APU出现故障后,飞机发动机怎么启动呢?这时候就需要用到地面电源/气源车了,通过这些地面设备为飞机发动机的启动提供电气,那么上图中那辆黄色的小车就是美国A-12高空侦察机的地面启动车,民用客机的地面辅助车俩和这个差不多。
5、小型飞机的发动机?
单看发动机功率是不行的,还要看旋桨和机身结构、重量,应该是先决定机身结构欲起飞重量。单旋翼带尾桨直升机。尾桨需要消耗10-15%的动力。50马力最大起飞重量可以达到220KG左右(常规设计)其中5-8马力给尾桨消耗(不产生升力)。