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今天看到一篇求科普的帖子,问为什么战机起飞的时候菊花都会收紧的问题,老衲今日闲来无事,特发此贴,以解不明真相的网友们之忧。好了,进入正题,来谈一谈战机的菊花问题。 这里说的菊花是笑称,实际上是指飞机发动机的可调尾喷口。大家都知道,到目前为止,航空战斗机发展了四代,相对应的航空发动机也发展了四代,第一代发动机为是活塞带动螺旋桨的涡桨发动机;第二代发动机是燃气驱动涡轮的涡喷发动机;第三代发动机在第二代发动机的基础上加了一级风扇叫涡扇发动机;第四代发动机在第三代发动机的基础上加入了矢量推力技术,当然都是主要的改进在很多细节上还有很多变化,就不再多说了。从第二代航空发动机--涡喷发动机开始,航空发动机的尾喷管上加入了可以调节喷口直径的可调尾喷口,它是怎样工作的?又有什么作用呢?听我慢慢道来。由于本人只接触过涡喷发动机,所以这里讲的都是以涡喷发动机为例,涡扇和矢量在尾喷口的作用和控制方式上应该基本原理相同,大家自己琢磨琢磨吧!

可调喷口实际上就是在喷气式发动机的气流喷出来的地方外边加装一个有液压动作筒控制的调节环,在尾喷口处将尾喷口做成由若干调节片叠加而成的圆锥体,这个圆锥体的内部主要受到发动机喷出的高速气流给他一个始终向外扩大的力,它的外部受到的是调节环给它的一个约束力,通过液压驱动的动作筒带动调节环前后移动,改变调节片叠加在一起的叠加量,从而实现喷口截面直径的变化,而调节环前后移动的位置受到座舱内油门手柄的控制,涡喷发动机的可调喷口简单来讲有三个位置,一是发动机在慢车状态的大喷口位置,此时喷口直径最大;二是发动机在最大状态时的小喷口位置,此时喷口直径最小;三是发动机在小加力状态时的中喷口位置,此时喷口直径介于最大和最小之间。还有一中状态叫做随动状态,是指油门在小加力和全加力之间移动时发动机的喷口直径在中喷口和大喷口之间随动的一种状态。这样的设计有什么作用呢?下边咱们接着讲。

根据牛顿第三运动规律可知,当发动机喷出的气流速度越大,空气给予发动机的反作用力也就越大,也就是说飞机获得的推力也就越大,要提高发动机的推力就必须增大发动机喷出气流的速度,但是这是有一个前提的,那就是发动机喷出的气流速度不能大于音速,如果大于音速就会在发动机喷口附近产生大量的不规则的激波,不规则激波的产生会阻塞气流的流动,从而严重影响发动机的稳定工作状态,为了控制超音速气流产生的激波不阻塞发动机的气流,就必须通过改变喷口的直径使产生的激波是正激波,所以把喷口设计成可以调节直径的第一个作用是保证发动机喷出的超音速气流产生的激波是正激波从而保证发动机可以稳定的工作。而喷口直径的改变也可以进一步改变发动机喷气气流的流速,这是它的第二个作用。当发动机在加力状态工作时,通过改变喷口的直径,调节喷管内的压力,从而改变涡轮前后的压力比,带动加力燃油泵内压力比调节器工作,改变加力燃油泵的供油量,实现调节发动机加力状态供油量调节的目的,改变发动机从小加力到全加力状态之间的推力,这是可调喷口的第三个作用。

了解了发动机可调喷口的基本作用和工作原理之后,就不难回答为什么飞机起飞时菊花要收紧的问题了:飞机在起飞的时候,一般用发动机的两种工作状态,最大状态或者全加力状态(根据飞机的挂载状态不同选择),在飞机用最大状态起飞时,它所对应的发动机喷口直径为小喷口,所以菊花要收紧;当飞机用全加力状态起飞时,它所对应的喷口直径是最大直径,所以菊花要放松。

罗嗦了半天,不知道大家听明白没有,当然我也不是什么发动机专家,只是有幸接触过这方面的知识而已,仅仅是了解了一点皮毛,有错误的地方,欢迎朋友们批评指正。

本文内容为我个人原创作品,申请原创加分

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
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