本來是在對面對牛彈琴的帖子，想想在那里打那么多字不容易，和這里的241 480 443 465等同志們討論了一下，整理后發(fā)到自己家來，有興趣的同志可以看一下哈。

　　問題1：非加力狀態(tài)時，發(fā)動機(jī)的推力、轉(zhuǎn)速、噴管面積大小和噴油量之間的關(guān)系是什么樣的?

　　回答：發(fā)動機(jī)在轉(zhuǎn)速恒定的非加力狀態(tài)穩(wěn)定工作時，縮小噴管面積A8的話，供油量會加大，推力會增大。

　　如果渦輪發(fā)動機(jī)在某一穩(wěn)定工作點(diǎn)下，相似轉(zhuǎn)速(n/(T1*)^0.5)不變。討論A8減小的過程對推力的影響。

　　把噴管臨界面積A8減小后，發(fā)動機(jī)參數(shù)會做以下變化：對渦輪臨界截面和噴管臨界界面列流量連續(xù)方程，經(jīng)過移項(xiàng)整理，發(fā)現(xiàn)由于A8的減小，會使渦輪膨脹比Pit*減小。由于燃燒室壓力還來不及變化，因此渦輪膨脹比減小使渦輪后的反壓P4*會提高。而渦輪膨脹比的減小同時意味著渦輪功的減小。渦輪功減小，也就是說，渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(即發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)會減小。為了保持轉(zhuǎn)速不變，必須自動調(diào)節(jié)供油量，增加渦輪前燃?xì)鉁囟取ｋS著渦輪前溫度的提高，壓氣機(jī)后的壓力也會提高，工作點(diǎn)沿著共同工作線向上走而接近喘振邊界。由于噴管總壓P4*和總溫T4*都上升，因此推力會增大。

　　如果發(fā)動機(jī)處在加速工作過程過渡狀態(tài)中(如轉(zhuǎn)速從慢車提高到額定轉(zhuǎn)速)，討論轉(zhuǎn)速增加過程中，變化A8的原因和作用

　　發(fā)動機(jī)能夠加速是因?yàn)闇u輪發(fā)出的功率大于壓氣機(jī)消耗的功率。打破平衡的因素是多加油，使渦輪前燃?xì)鉁囟萒3*高于同一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)態(tài)工作的渦輪前溫度T3*，但是大家知道，渦輪前溫度T3*不是你想加就可以隨便加的，必須受以下三個因素制約：T3*不能過多的超過最大狀態(tài)的T3*d;不能引起壓氣機(jī)喘振;不能引起富油熄火。因此，由于T3*不能無限制的提高，為了改善發(fā)動機(jī)的加速性，還可以采取的方法是加大A8。由前文的推理可知，加大A8可以加大渦輪膨脹比Pit*，即增大渦輪功，因此可以使渦輪獲得更大的功率來帶動壓氣機(jī)加速旋轉(zhuǎn)。因而，發(fā)動機(jī)加速過程中適當(dāng)加大A8，可有效改善發(fā)動機(jī)的加速性能。但是加速過程一結(jié)束，A8必須恢復(fù)減小，直到新的穩(wěn)定狀態(tài)的大小。

　　問題2，加力狀態(tài)時，發(fā)動機(jī)的推力、轉(zhuǎn)速、噴管面積大小和噴油量之間的關(guān)系是什么樣的?

　　答：加力狀態(tài)轉(zhuǎn)速恒定不變，推力與噴灌面積大小的二次方成正比關(guān)系，加力燃燒室燃油油量也隨推力大小同向變化

　　加力時，通常在確定加力調(diào)節(jié)狀態(tài)時，不改變不加力時的壓氣機(jī)和渦輪的共同工作狀態(tài)。也就是說，加力的調(diào)節(jié)因以盡量不改變加力燃燒室前的發(fā)動機(jī)已有的工作狀態(tài)為前提。

　　目前渦輪發(fā)動機(jī)采用的最大穩(wěn)定狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律通常是：“轉(zhuǎn)速n為常數(shù)，渦輪膨脹比pit*為常數(shù)”。在接通加力后，噴管臨界截面根據(jù)加力溫度的要求打開后，不再改變。飛行條件改變時，主燃燒室以供油量為主控量，保證轉(zhuǎn)速n為常數(shù)，而加力燃燒室則是以供油量為主控量，保證渦輪膨脹比Pit*不變。而渦輪前溫度和實(shí)際加力溫度都會隨飛行條件改變而有輕微改變。

　　根據(jù)加力前后渦輪膨脹比和加力燃燒室前其他參數(shù)都不變的這個條件，可知噴管總壓和流量在加力前后均不變。由于噴管臨界截面速度系數(shù)都等于1，因此對加力前后的噴管l臨界截面(下標(biāo)為8)列流量平衡方程，將相同的參數(shù)約去后可知(下標(biāo)af表示加力狀態(tài)，無下標(biāo)表示非加力狀態(tài))

　　A8*(T8*)^(-0.5)=A8af*(T8af*)^(-0.5)

　　而加力前后噴管總溫 T8*和T8af* 這兩個參數(shù)分別決定了加力前后氣流經(jīng)過噴管之后的排氣速度，即推力，寫成正比式如下：

　　T8~V8~推力F;T8af~V8af~推力Faf

　　通過以上推理可知，加力狀態(tài)的噴管臨界截面積A8af大于非加力狀態(tài)的噴管臨界面積A8

　　進(jìn)一步推理可知，大加力狀態(tài)的噴管臨界截面積A8af(big)大于小加力狀態(tài)的噴管臨界面積A8af(small)

　　進(jìn)一步推理可知，加力狀態(tài)的推力大小正比于噴管臨界界面積的大小。

　　問題3：“要產(chǎn)生更大的推力，一是增加噴射速度，二是增大噴口?！边@個概念是不是正確?

　　答：這個概念是不對的。

　　對于發(fā)動機(jī)，加力狀態(tài)下單單增大噴油量或者單單增大噴管臨界面積只會使發(fā)動機(jī)的功率和推力都減小。此外，增加噴射速度和噴口臨界面積并不一定能使實(shí)際流量凈推力增大。飛機(jī)和發(fā)動機(jī)是個多部件耦合、匹配協(xié)調(diào)工作的整體，其分析方法也必須建筑在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)描述基礎(chǔ)之上，并且要時刻記得發(fā)動機(jī)的各個部件是“共同工作”的，穩(wěn)定工作時彼此之間必須要嚴(yán)格滿足各界面流量連續(xù)、各截面能量平衡、渦輪-壓氣機(jī)功率相等、各截面壓力平衡的四個條件。

　　問題4：渦輪噴氣發(fā)動機(jī)是靠噴射高速氣流的反作用力來實(shí)現(xiàn)巨大推力的?

　　答：嚴(yán)格意義上也不正確。

　　渦輪噴氣發(fā)動機(jī)從整體和宏觀上的推力計算式滿足動量方程，但是，綜觀整個發(fā)動機(jī)所有的部件，看氣體作用的軸向力，不論是進(jìn)氣道、渦輪、還是為噴管的高速氣體，氣體在通道中的流動方向都是向后流的，因此對壁面的沖擊或者摩擦作用力都是向后的(除了拉瓦爾噴管情況復(fù)雜)，也就是說，高速向后的噴流只產(chǎn)生阻力，不產(chǎn)生推力。隨便哪個發(fā)動機(jī)的各部件軸向力分布圖都是如此。

　　在發(fā)動機(jī)中，唯有壓氣機(jī)葉片受到的軸向力是向前的(由于后一級的氣壓要大于前一級，軸流式壓氣機(jī)的末級壓力比上風(fēng)扇入口的壓力一般要高了20多倍)，而壓氣機(jī)氣流通道中，氣流的軸向速度只有不到M0.7，而且經(jīng)逐級損耗，在燃燒室擴(kuò)壓器時已經(jīng)降低到了

　　因此，壓氣機(jī)是渦輪發(fā)動機(jī)推力產(chǎn)生的主要部件。其原理是級與級之間低速氣流前向壓差的推動(當(dāng)然此過程也是氣流的反作用力)?？梢园演S流壓氣機(jī)想象成一大疊軸流螺旋漿。。。。

　　壓氣機(jī)對氣體增壓的功率完全來自于渦輪功。而渦輪功則來自于燃燒室高溫氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為渦輪旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動的動能。

　　雖然發(fā)動機(jī)從整體宏觀上推力表達(dá)式滿足了動量定理，但是實(shí)際上分解各個部件和剖析工作的全過程后可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)發(fā)動機(jī)任何一個部件都沒有直接承擔(dān)“高速氣流向后噴射所產(chǎn)生的反作用力”。

　　發(fā)動機(jī)的循環(huán)過程和能量轉(zhuǎn)化過程一波三折，十分復(fù)雜，絕不是簡單的“噴射反作用力”

　　問題5 在其它條件相同時，是不是噴射速度越快發(fā)動機(jī)獲得的推力越大?

　　答：大多數(shù)情況下如此，但是有一些特殊情況恰恰相反

　　排氣速度和發(fā)動機(jī)推力的視在聯(lián)系，在大多數(shù)情況下是這樣的，但是有一種特殊情況，那就是某些發(fā)動機(jī)采用的“收斂-擴(kuò)張”噴管(拉瓦爾噴管)。

　　拉瓦爾噴管不同于流速最大只能達(dá)到M1的收斂噴管(J6 、J7等、還有所有的民機(jī))，理論上收斂-擴(kuò)張噴管在設(shè)計點(diǎn)可以完全膨脹到大氣壓，并且獲得超聲速的氣流，減小能量和推力損失，是超音速飛機(jī)的理想選擇。

　　然而，在遠(yuǎn)離設(shè)計點(diǎn)的區(qū)域里，尤其是拉瓦爾噴管工作可用壓力降比實(shí)際壓力降小的多的情況下(過渡膨脹)，噴管擴(kuò)張段會引起一系列強(qiáng)度不等的激波串，并且和超聲速下非?？捎^的粘性附面層強(qiáng)烈干擾，從而產(chǎn)生氣流分離，大大減小了噴管有效面積和有效流量。能量和壓力損失也大大增加，付出的代價甚至大于膨脹比高、氣流流速加快帶來的增益，反而減小了可用推力。因此，很少有飛機(jī)采用固定幾何的“收斂-擴(kuò)張噴管。

　　所以，噴射速度越快，未必意味著發(fā)動機(jī)獲得的推力越大

　　PS：標(biāo)題中的“增壓”二字本不存在，文里說的是飛機(jī)。