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航空發(fā)動機(jī)和航天發(fā)動機(jī)的區(qū)別 航天發(fā)動機(jī)和航空發(fā)動機(jī)哪個技術(shù)難度大

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摘要:航空和航天是兩個不同的技術(shù)領(lǐng)域,航天是人類科技最高尖端的體現(xiàn)之一,火箭或飛船無論是飛行速度還是飛行高度,都遠(yuǎn)高于飛機(jī),因此大多數(shù)人會想當(dāng)然地認(rèn)為,相比于航空技術(shù),航天技術(shù)更加高端。那么航天發(fā)動機(jī)和航空發(fā)動機(jī)哪個技術(shù)難度大?航空發(fā)動機(jī)和航天發(fā)動機(jī)有什么區(qū)別?下面來了解下。

一、航空發(fā)動機(jī)和航天發(fā)動機(jī)的區(qū)別

從原理上看,航天發(fā)動機(jī)和航空發(fā)動機(jī)都是燃燒燃料,然后噴出高速氣流形成推力,將燃料內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方式。但是不同的是,飛機(jī)是在大氣層里面飛行的,所以它可以從大氣里面吸取氧氣,作為燃料的氧化劑。而航天發(fā)動機(jī)主要是在大氣層外飛行,所以需要自帶氧化劑。這樣就導(dǎo)致兩種發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)上的不同,各自側(cè)重點也不太一樣。

目前航空發(fā)動機(jī)大多都是渦輪發(fā)動機(jī)(包括渦扇、渦軸、渦槳、渦噴幾種),它們一般結(jié)構(gòu)都包括壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪機(jī)幾部分。當(dāng)外部空氣經(jīng)過進(jìn)氣道進(jìn)入壓氣機(jī)后,便會減速增壓,然后就進(jìn)入燃燒室與燃料混合燃燒。一般來說,當(dāng)前很多渦輪發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)都分低壓和高壓兩段,將空氣壓縮成高密度、高壓、低速的氣流,以增加發(fā)動機(jī)的效率。

被壓縮后的氣流進(jìn)入燃料室后,與噴油嘴噴射出來的燃料混合并燃燒。由于燃料燃燒瞬間膨脹,就會產(chǎn)生大量的高熱、高壓廢氣,這些廢氣就會推動渦輪高速旋轉(zhuǎn)。而多余的廢氣,就從噴嘴或飛機(jī)尾部排氣管排出。一般來說,航空發(fā)動機(jī)所用的燃料有航空煤油和航空汽油。

航天發(fā)動機(jī)由于主要在大氣層外飛行,沒法也無需從外界吸取空氣,因此它不需要進(jìn)氣道和壓氣機(jī)、渦輪這些結(jié)構(gòu)。所以它需要同時攜帶氧化劑和燃料,控制它們按一定比例在燃燒室內(nèi)混合并燃燒,燃燒后產(chǎn)生的尾氣直接從噴嘴噴出,給火箭(或者其他航天器)產(chǎn)生推力。一般來說,航天發(fā)動機(jī)的氧化劑是液氧,燃料是煤油、液氫、甲烷或者酒精。

二、航天發(fā)動機(jī)和航空發(fā)動機(jī)哪個技術(shù)難度大

航空發(fā)動機(jī)比航天火箭發(fā)動機(jī)研發(fā)更難。航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,部件工作負(fù)荷更為嚴(yán)酷,而且要長期反復(fù)使用,可靠性、耐久性要求高,是世界上公認(rèn)的技術(shù)水平高、核心技術(shù)門檻嚴(yán)格、整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品,號稱現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”。

而航天發(fā)動機(jī)一般來說都是一次性使用的,因此一般設(shè)計工作時間很短,火箭的發(fā)動機(jī)一般只工作十幾分鐘,最長的也就幾個小時。所以相對來說,結(jié)構(gòu)、材料、裝配工藝、精密度的要求都比航空發(fā)動機(jī)低一些。

由于上述差異性,世界公認(rèn)航空發(fā)動機(jī)比航天火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)更復(fù)雜,研發(fā)難度更大。目前世界上能夠獨立研制航天運載火箭并能夠發(fā)射衛(wèi)星上天的國家至少有十個以上,除美、俄、歐盟、中國之外,日本、印度、以色列、伊朗等國家都能夠?qū)崿F(xiàn),而能夠獨立研制先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的國家只有美、俄、英、法、中國等極少數(shù)國家。

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