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)燃燒燃料,然(ran)后噴出高速氣(qi)流形成(cheng)推力,將燃料內的化學能轉化為機(ji)(ji)械(xie)能的方式。但(dan)是(shi)不同的是(shi),飛(fei)機(ji)(ji)是(shi)在(zai)大(da)氣(qi)層(ceng)里面(mian)飛(fei)行(xing)的,所(suo)以(yi)(yi)它可(ke)以(yi)(yi)從(cong)大(da)氣(qi)里面(mian)吸取氧(yang)氣(qi),作為燃料的氧(yang)化劑。而航天(tian)發動機(ji)(ji)主要(yao)是(shi)在(zai)大(da)氣(qi)層(ceng)外飛(fei)行(xing),所(suo)以(yi)(yi)需要(yao)自帶氧(yang)化劑。這(zhe)樣(yang)就導致兩種發動機(ji)(ji)結構(gou)上的不同,各(ge)自側重點也(ye)不太一(yi)樣(yang)。
目(mu)前航空發(fa)動(dong)機(ji)大多都(dou)是渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)發(fa)動(dong)機(ji)(包(bao)(bao)括(kuo)渦(wo)(wo)(wo)扇、渦(wo)(wo)(wo)軸、渦(wo)(wo)(wo)槳、渦(wo)(wo)(wo)噴幾種),它(ta)們一般(ban)結構都(dou)包(bao)(bao)括(kuo)壓(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)機(ji)、燃(ran)(ran)燒(shao)室、渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)機(ji)幾部分(fen)。當外部空氣(qi)(qi)(qi)經過進氣(qi)(qi)(qi)道進入(ru)壓(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)機(ji)后(hou),便會減(jian)速增(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)(ya),然(ran)后(hou)就進入(ru)燃(ran)(ran)燒(shao)室與燃(ran)(ran)料(liao)混合燃(ran)(ran)燒(shao)。一般(ban)來說,當前很多渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)壓(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)機(ji)都(dou)分(fen)低壓(ya)(ya)(ya)和高壓(ya)(ya)(ya)兩段,將空氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)縮成高密度、高壓(ya)(ya)(ya)、低速的(de)氣(qi)(qi)(qi)流,以增(zeng)(zeng)加發(fa)動(dong)機(ji)的(de)效率(lv)。
被壓縮后的(de)(de)氣(qi)流進入燃(ran)(ran)料室后,與噴(pen)油(you)嘴(zui)噴(pen)射出來的(de)(de)燃(ran)(ran)料混(hun)合并燃(ran)(ran)燒。由(you)于燃(ran)(ran)料燃(ran)(ran)燒瞬間膨脹(zhang),就會(hui)產生大量的(de)(de)高(gao)熱、高(gao)壓廢氣(qi),這些廢氣(qi)就會(hui)推動渦輪高(gao)速旋轉。而多余的(de)(de)廢氣(qi),就從噴(pen)嘴(zui)或飛機尾(wei)部排(pai)氣(qi)管排(pai)出。一般來說,航(hang)空發(fa)動機所用(yong)的(de)(de)燃(ran)(ran)料有航(hang)空煤油(you)和航(hang)空汽油(you)。
航(hang)天(tian)發動機由于(yu)主要在大氣(qi)層(ceng)外飛行,沒法也(ye)無需從(cong)外界吸取(qu)空氣(qi),因此它(ta)(ta)不需要進氣(qi)道和壓(ya)氣(qi)機、渦輪這些結構。所(suo)以它(ta)(ta)需要同時攜帶氧(yang)化劑和燃料,控(kong)制(zhi)它(ta)(ta)們按一定比例在燃燒室內混合并(bing)燃燒,燃燒后產生(sheng)的尾氣(qi)直接從(cong)噴(pen)嘴噴(pen)出,給(gei)火(huo)箭(或(huo)者其他航(hang)天(tian)器)產生(sheng)推(tui)力。一般來說,航(hang)天(tian)發動機的氧(yang)化劑是液氧(yang),燃料是煤油、液氫(qing)、甲(jia)烷或(huo)者酒精。
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)荷更為嚴酷(ku),而(er)且(qie)要長期反復使(shi)用,可靠性、耐久性要求高,是世界上公認的(de)技術水平(ping)高、核(he)心技術門檻嚴格、整(zheng)體結構復雜(za)的(de)工業產(chan)品,號稱現代工業“皇冠上的(de)明珠”。
而航(hang)天(tian)發(fa)(fa)動機一(yi)(yi)(yi)般(ban)來說都(dou)(dou)是一(yi)(yi)(yi)次(ci)性使(shi)用的,因此一(yi)(yi)(yi)般(ban)設計工(gong)(gong)作時(shi)間很(hen)短,火箭的發(fa)(fa)動機一(yi)(yi)(yi)般(ban)只工(gong)(gong)作十(shi)幾(ji)分鐘,最(zui)長的也就幾(ji)個小時(shi)。所(suo)以相(xiang)對來說,結構、材料、裝配工(gong)(gong)藝、精密度的要求都(dou)(dou)比航(hang)空發(fa)(fa)動機低一(yi)(yi)(yi)些。
由于上述差異性,世界公認航空發動機比(bi)航天火箭發(fa)動機(ji)技術(shu)更復雜(za),研(yan)發(fa)難度(du)更大(da)。目前世界上(shang)(shang)能(neng)夠獨立研(yan)制(zhi)航天運載(zai)火箭并(bing)能(neng)夠發(fa)射(she)衛星(xing)上(shang)(shang)天的國家(jia)(jia)至(zhi)少有十個以上(shang)(shang),除美、俄(e)、歐盟、中國之(zhi)外(wai),日本、印(yin)度(du)、以色列、伊(yi)朗等國家(jia)(jia)都能(neng)夠實現,而(er)能(neng)夠獨立研(yan)制(zhi)先進(jin)航空(kong)發(fa)動機(ji)的國家(jia)(jia)只有美、俄(e)、英、法、中國等極少數(shu)國家(jia)(jia)。