不知大家在机场乘坐摆渡车时,有没有发现飞机发动机尾巴上,喷尾口里面有花瓣状的结构?这个装置是干嘛用的?是为了美观吗?
也许有些对飞机比较熟悉的朋友会说,这个装置是发动机的火焰稳定器,与飞机的加力飞行有关。
确实,我们经常会在一些军事报道中,看到飞机发动机尾喷口内部,会有一圈圈铁板状的结构,它就是发动机加力燃烧室中的火焰稳定器。
军用发动机往往需要在发动机正常工作的基础上,进一步提高推力,所以要在发动机尾喷口位置喷入燃料,二次点燃,而这个位置就是所谓的加力燃烧室。
但是飞机在飞行过程中,发动机尾喷口位置的气流速度很高,大家都有在风中点火柴的经验,我们要伸出手来把火柴圈在中间挡住风,才能顺利点燃。
发动机也是如此,需要安装火焰稳定器这块“挡板”,点火装置和喷油嘴就藏在挡板后面,从而保证火焰燃烧稳定,不被强气流所影响。
不过现在我们经常在民用飞机上看到的这个花瓣状结构,可不是火焰稳定器哦,它是另外一种特殊的装置,叫做出口气流混合器。
大多数民用飞机,使用的是大涵道比涡扇发动机,气流由三部分组成:外流、外涵道气流、内涵道气流。
其中内涵道气流位于最里面一层,经过了风扇、压气机、燃烧室和涡轮多道程序,气流相对度最高。
我们都知道,机场之所以建在比较偏远的地方,除了需要一定的面积,还要考虑到噪音对人们日常生活的影响。
而我们所听到的飞机巨大的噪音,很大一部分来自发动机中的燃烧和气流流动。小编曾坐飞机时选择了飞机机翼附近的座位,下飞机时脑瓜子嗡嗡地…
不同速度的气流,如果直接正面交锋撞到一起,就会产生巨大的噪音。
举个大家很熟悉的例子吧~我们看一些枪战片时,经常能看到一种消音手枪。手枪扣下扳机时会发出巨大声音,是因为枪管内的高速气流,与枪外静止空气发生“碰撞”,所以消音器的原理,就是让快速喷出的燃气与静止空气预先混合,这样声音就不会那么大了。
同理,发动机的气流混合器设计成花瓣状,也是为了避免不同速度的气流直接“相撞”,增大气流的接触面积,让气流分批次逐渐混合,避免发动机产生巨大的噪音。
花瓣状的气流混合器虽然可以减少噪音,但它是一把“双刃剑”,它可能会降低气流流动的效率,造成推力的减小;而且,它的纹路很复杂,生产加工起来也更加耗费工艺和材料。
另一方面,随着民用航空发动机的发展,如涡轮效率的提高、涵道比的增大等等,发动机尾喷口的喷气速度已经变得越来越低,发动机不同区域的气流速度差也已经大大减小,不再需要复杂的花瓣状气流混合器,换成了更加简单高效的锯齿状结构,或者直接舍弃不装了。
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