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(dou)是(shi)燃(ran)燒燃(ran)料(liao)(liao),然后噴(pen)出(chu)高速氣流(liu)形成推(tui)力,將燃(ran)料(liao)(liao)內(nei)的化(hua)學能(neng)轉化(hua)為機械能(neng)的方式。但(dan)是(shi)不(bu)同(tong)的是(shi),飛(fei)機是(shi)在大氣層里面(mian)飛(fei)行的,所以(yi)(yi)它可以(yi)(yi)從(cong)大氣里面(mian)吸取氧(yang)(yang)氣,作為燃(ran)料(liao)(liao)的氧(yang)(yang)化(hua)劑。而航天發動機主要是(shi)在大氣層外(wai)飛(fei)行,所以(yi)(yi)需(xu)要自(zi)帶氧(yang)(yang)化(hua)劑。這樣就導致兩種發動機結構(gou)上的不(bu)同(tong),各(ge)自(zi)側(ce)重點也(ye)不(bu)太一樣。
目前(qian)航空發(fa)動機(ji)大多(duo)都(dou)是(shi)渦(wo)(wo)輪(lun)發(fa)動機(ji)(包括渦(wo)(wo)扇(shan)、渦(wo)(wo)軸、渦(wo)(wo)槳、渦(wo)(wo)噴幾種),它們一般結(jie)構都(dou)包括壓氣(qi)機(ji)、燃(ran)燒室(shi)、渦(wo)(wo)輪(lun)機(ji)幾部分(fen)(fen)。當(dang)(dang)外(wai)部空氣(qi)經過進氣(qi)道進入壓氣(qi)機(ji)后,便會減速增壓,然后就進入燃(ran)燒室(shi)與燃(ran)料混合燃(ran)燒。一般來說,當(dang)(dang)前(qian)很多(duo)渦(wo)(wo)輪(lun)發(fa)動機(ji)的壓氣(qi)機(ji)都(dou)分(fen)(fen)低壓和高(gao)壓兩段,將空氣(qi)壓縮成高(gao)密(mi)度、高(gao)壓、低速的氣(qi)流,以增加(jia)發(fa)動機(ji)的效率。
被壓(ya)縮(suo)后的氣(qi)流進入燃(ran)料室后,與噴油(you)嘴(zui)噴射出(chu)來(lai)的燃(ran)料混合并(bing)燃(ran)燒。由(you)于(yu)燃(ran)料燃(ran)燒瞬間膨脹,就(jiu)會(hui)產生(sheng)大量(liang)的高(gao)熱、高(gao)壓(ya)廢氣(qi),這(zhe)些廢氣(qi)就(jiu)會(hui)推(tui)動渦輪高(gao)速旋轉。而多余的廢氣(qi),就(jiu)從噴嘴(zui)或飛機尾(wei)部排氣(qi)管排出(chu)。一般來(lai)說,航(hang)空發動機所用的燃(ran)料有航(hang)空煤油(you)和(he)航(hang)空汽(qi)油(you)。
航(hang)天發動機由于主(zhu)要在(zai)大氣(qi)(qi)層外飛行(xing),沒法也無(wu)需(xu)從外界吸取空氣(qi)(qi),因此它(ta)(ta)不需(xu)要進氣(qi)(qi)道和壓氣(qi)(qi)機、渦輪這些結構。所以它(ta)(ta)需(xu)要同時(shi)攜帶(dai)氧化劑(ji)和燃料(liao),控制它(ta)(ta)們按一定比(bi)例在(zai)燃燒室(shi)內混合并(bing)燃燒,燃燒后產生的尾氣(qi)(qi)直接從噴嘴噴出,給(gei)火箭(或者(zhe)其他(ta)航(hang)天器(qi))產生推力。一般來說,航(hang)天發動機的氧化劑(ji)是液(ye)氧,燃料(liao)是煤油、液(ye)氫、甲烷或者(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(jian)工作負荷(he)更為嚴酷,而且要長期反復(fu)使用(yong),可靠性(xing)、耐久性(xing)要求高(gao)(gao),是世界上公認的技術水平高(gao)(gao)、核心(xin)技術門(men)檻嚴格、整體結(jie)構復(fu)雜的工(gong)業產品,號稱現代(dai)工(gong)業“皇冠上的明珠”。
而航(hang)天發動(dong)機一(yi)般來說(shuo)都是(shi)一(yi)次性使(shi)用的,因(yin)此一(yi)般設(she)計工作(zuo)(zuo)時間很(hen)短,火箭的發動(dong)機一(yi)般只工作(zuo)(zuo)十幾(ji)分鐘(zhong),最(zui)長的也(ye)就幾(ji)個小(xiao)時。所以(yi)相對來說(shuo),結構、材料、裝配工藝、精密度的要求都比航(hang)空發動(dong)機低一(yi)些。
由于上述差異性,世界公認航空發動機比航(hang)(hang)天(tian)火箭(jian)(jian)發(fa)動(dong)機技術更(geng)復雜(za),研(yan)發(fa)難度更(geng)大(da)。目前世界上能夠(gou)獨(du)立研(yan)制航(hang)(hang)天(tian)運載火箭(jian)(jian)并能夠(gou)發(fa)射衛星上天(tian)的(de)國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)至少有十個以(yi)上,除美、俄、歐盟、中國(guo)(guo)之外,日本、印(yin)度、以(yi)色列、伊朗等國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)都能夠(gou)實現(xian),而能夠(gou)獨(du)立研(yan)制先進航(hang)(hang)空發(fa)動(dong)機的(de)國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)只有美、俄、英、法、中國(guo)(guo)等極少數國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)。