一、航空發動機和航天發動機的區別
從原理上看,航天發動機和航空發動機都是(shi)燃(ran)燒燃(ran)料,然后(hou)噴出高速氣流形(xing)成推力,將燃(ran)料內的(de)(de)化學(xue)能(neng)轉化為機(ji)械能(neng)的(de)(de)方式。但是(shi)不同(tong)的(de)(de)是(shi),飛機(ji)是(shi)在大(da)(da)氣層里(li)(li)面飛行的(de)(de),所以它可以從大(da)(da)氣里(li)(li)面吸取氧氣,作為燃(ran)料的(de)(de)氧化劑。而航天發(fa)動(dong)機(ji)主要是(shi)在大(da)(da)氣層外飛行,所以需(xu)要自(zi)帶氧化劑。這樣(yang)就導致兩(liang)種發(fa)動(dong)機(ji)結構上的(de)(de)不同(tong),各自(zi)側重點也(ye)不太(tai)一樣(yang)。
目前航(hang)空發動(dong)機(ji)(ji)大多都是渦(wo)輪(lun)發動(dong)機(ji)(ji)(包括(kuo)(kuo)渦(wo)扇(shan)、渦(wo)軸、渦(wo)槳、渦(wo)噴幾種),它們一般結構(gou)都包括(kuo)(kuo)壓氣(qi)(qi)機(ji)(ji)、燃燒(shao)室、渦(wo)輪(lun)機(ji)(ji)幾部(bu)分。當(dang)(dang)外部(bu)空氣(qi)(qi)經過進氣(qi)(qi)道(dao)進入(ru)壓氣(qi)(qi)機(ji)(ji)后(hou),便(bian)會(hui)減速增壓,然后(hou)就進入(ru)燃燒(shao)室與燃料混合燃燒(shao)。一般來說,當(dang)(dang)前很多渦(wo)輪(lun)發動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)壓氣(qi)(qi)機(ji)(ji)都分低壓和高壓兩段,將空氣(qi)(qi)壓縮成高密度、高壓、低速的(de)(de)氣(qi)(qi)流,以增加發動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)效(xiao)率。
被壓(ya)縮后的氣(qi)流(liu)進入燃料(liao)室(shi)后,與噴油嘴(zui)噴射出(chu)來(lai)的燃料(liao)混(hun)合并(bing)燃燒。由于(yu)燃料(liao)燃燒瞬間膨(peng)脹,就(jiu)會產生大(da)量的高(gao)熱(re)、高(gao)壓(ya)廢(fei)氣(qi),這些廢(fei)氣(qi)就(jiu)會推動(dong)渦輪高(gao)速旋轉。而多余的廢(fei)氣(qi),就(jiu)從噴嘴(zui)或(huo)飛機尾部排氣(qi)管排出(chu)。一般來(lai)說,航空(kong)發動(dong)機所用的燃料(liao)有航空(kong)煤油和航空(kong)汽油。
航天(tian)發(fa)動(dong)機由于主要在大氣(qi)層外飛行(xing),沒法(fa)也無需(xu)從(cong)外界(jie)吸取空氣(qi),因此它不需(xu)要進(jin)氣(qi)道和(he)壓氣(qi)機、渦輪這些結構(gou)。所以它需(xu)要同時(shi)攜帶(dai)氧化劑和(he)燃料(liao),控制它們按(an)一(yi)定比例在燃燒(shao)室(shi)內(nei)混(hun)合并(bing)燃燒(shao),燃燒(shao)后產(chan)生的(de)尾(wei)氣(qi)直(zhi)接從(cong)噴(pen)嘴噴(pen)出,給火箭(或者(zhe)其他航天(tian)器)產(chan)生推力。一(yi)般來說,航天(tian)發(fa)動(dong)機的(de)氧化劑是液(ye)(ye)氧,燃料(liao)是煤油、液(ye)(ye)氫、甲烷(wan)或者(zhe)酒精。
二、航天發動機和航空發動機哪個技術難度大
航空發動機比航天火箭發動機研發更難。航空發動機結構復雜,部件工作負(fu)荷更為(wei)嚴酷(ku),而且要長期反復(fu)使用(yong),可靠(kao)性、耐久性要求高,是世界(jie)上公認的技術(shu)水平高、核心技術(shu)門(men)檻嚴格、整體結構復(fu)雜的工業產品,號稱現代工業“皇冠(guan)上的明珠(zhu)”。
而航天發動(dong)機(ji)一(yi)(yi)般(ban)來說(shuo)都是一(yi)(yi)次性使(shi)用(yong)的(de)(de),因(yin)此(ci)一(yi)(yi)般(ban)設計工作時間很短,火(huo)箭的(de)(de)發動(dong)機(ji)一(yi)(yi)般(ban)只工作十幾(ji)分鐘,最(zui)長的(de)(de)也就(jiu)幾(ji)個小時。所(suo)以相對來說(shuo),結構、材料(liao)、裝(zhuang)配工藝、精密(mi)度的(de)(de)要求都比航空(kong)發動(dong)機(ji)低一(yi)(yi)些。
由于上述差異性,世界公認航空發動機比航(hang)(hang)天火箭(jian)發動機(ji)技術更(geng)復雜,研(yan)(yan)發難度更(geng)大。目前世(shi)界上(shang)能夠獨(du)(du)立研(yan)(yan)制航(hang)(hang)天運載火箭(jian)并能夠發射衛星上(shang)天的國(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)至少有(you)十(shi)個以上(shang),除(chu)美、俄、歐盟、中國(guo)(guo)(guo)之(zhi)外,日本、印度、以色列、伊(yi)朗等國(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)都能夠實現,而能夠獨(du)(du)立研(yan)(yan)制先進航(hang)(hang)空發動機(ji)的國(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)只(zhi)有(you)美、俄、英、法、中國(guo)(guo)(guo)等極少數國(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)。