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)是燃(ran)燒(shao)燃(ran)料(liao)(liao),然(ran)后噴出高速氣流形成推(tui)力,將燃(ran)料(liao)(liao)內(nei)的(de)化學能轉化為(wei)機械(xie)能的(de)方式。但是不同的(de)是,飛(fei)機是在大氣層里(li)面飛(fei)行的(de),所以它可以從(cong)大氣里(li)面吸(xi)取氧氣,作為(wei)燃(ran)料(liao)(liao)的(de)氧化劑。而航天(tian)發動(dong)機主要(yao)是在大氣層外(wai)飛(fei)行,所以需要(yao)自帶氧化劑。這(zhe)樣(yang)就(jiu)導致兩種(zhong)發動(dong)機結(jie)構上的(de)不同,各自側(ce)重點也不太一樣(yang)。
目前航空發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)大多都(dou)是渦(wo)(wo)輪(lun)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(包括渦(wo)(wo)扇、渦(wo)(wo)軸、渦(wo)(wo)槳、渦(wo)(wo)噴幾(ji)種),它們(men)一(yi)般結構都(dou)包括壓(ya)(ya)氣(qi)機(ji)(ji)(ji)、燃(ran)(ran)燒(shao)室(shi)、渦(wo)(wo)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)幾(ji)部(bu)分。當(dang)外部(bu)空氣(qi)經過進氣(qi)道進入壓(ya)(ya)氣(qi)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou),便會減速(su)增(zeng)壓(ya)(ya),然后(hou)(hou)就(jiu)進入燃(ran)(ran)燒(shao)室(shi)與燃(ran)(ran)料混合燃(ran)(ran)燒(shao)。一(yi)般來說,當(dang)前很多渦(wo)(wo)輪(lun)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)壓(ya)(ya)氣(qi)機(ji)(ji)(ji)都(dou)分低壓(ya)(ya)和高(gao)壓(ya)(ya)兩段,將空氣(qi)壓(ya)(ya)縮(suo)成高(gao)密度、高(gao)壓(ya)(ya)、低速(su)的(de)氣(qi)流(liu),以(yi)增(zeng)加(jia)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)效(xiao)率。
被(bei)壓(ya)縮后(hou)的氣(qi)(qi)流進入燃料(liao)室后(hou),與噴油(you)嘴噴射(she)出來的燃料(liao)混合并燃燒。由于燃料(liao)燃燒瞬間膨脹,就(jiu)會產(chan)生大(da)量的高(gao)熱、高(gao)壓(ya)廢氣(qi)(qi),這(zhe)些廢氣(qi)(qi)就(jiu)會推動渦輪高(gao)速旋轉。而多余的廢氣(qi)(qi),就(jiu)從噴嘴或飛機尾部排氣(qi)(qi)管排出。一般來說,航(hang)空發動機所用的燃料(liao)有航(hang)空煤油(you)和航(hang)空汽油(you)。
航天(tian)發動機由于主要(yao)在(zai)大氣(qi)層外(wai)飛(fei)行(xing),沒法也無需從外(wai)界吸取空氣(qi),因此它(ta)不(bu)需要(yao)進氣(qi)道和(he)壓氣(qi)機、渦輪(lun)這(zhe)些結構。所以它(ta)需要(yao)同時(shi)攜(xie)帶氧(yang)化(hua)劑和(he)燃(ran)(ran)(ran)料,控制(zhi)它(ta)們按(an)一定(ding)比(bi)例(li)在(zai)燃(ran)(ran)(ran)燒室內混合(he)并(bing)燃(ran)(ran)(ran)燒,燃(ran)(ran)(ran)燒后產生(sheng)的尾氣(qi)直接從噴(pen)(pen)嘴噴(pen)(pen)出,給(gei)火箭(或(huo)者其他航天(tian)器(qi))產生(sheng)推力。一般來(lai)說,航天(tian)發動機的氧(yang)化(hua)劑是液氧(yang),燃(ran)(ran)(ran)料是煤(mei)油、液氫、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(gong)作(zuo)負荷更為嚴酷,而且要(yao)(yao)長期反復(fu)使用(yong),可(ke)靠性、耐久性要(yao)(yao)求高,是世界上(shang)(shang)公認(ren)的(de)技(ji)術水(shui)平高、核心技(ji)術門檻(jian)嚴格、整體結構復(fu)雜的(de)工業(ye)產品(pin),號(hao)稱現代工業(ye)“皇冠上(shang)(shang)的(de)明珠”。
而航天發動(dong)機一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)都是一(yi)次性使(shi)用的(de)(de),因此一(yi)般(ban)設計工(gong)作時間很短,火箭的(de)(de)發動(dong)機一(yi)般(ban)只工(gong)作十幾(ji)分鐘,最長的(de)(de)也就幾(ji)個(ge)小時。所(suo)以相對(dui)來(lai)說(shuo),結構、材料、裝配工(gong)藝(yi)、精密(mi)度的(de)(de)要(yao)求都比航空(kong)發動(dong)機低(di)一(yi)些。
由于上述差異性,世界公認航空發動機比航天火箭(jian)(jian)發動(dong)機(ji)技術更復雜,研(yan)(yan)發難度(du)更大。目(mu)前世(shi)界(jie)上能(neng)(neng)夠獨立研(yan)(yan)制(zhi)航天運載火箭(jian)(jian)并能(neng)(neng)夠發射(she)衛星(xing)上天的(de)(de)國(guo)(guo)家至少(shao)有十(shi)個以(yi)上,除(chu)美、俄、歐盟、中國(guo)(guo)之外,日本、印(yin)度(du)、以(yi)色(se)列、伊朗等國(guo)(guo)家都(dou)能(neng)(neng)夠實(shi)現,而能(neng)(neng)夠獨立研(yan)(yan)制(zhi)先進航空發動(dong)機(ji)的(de)(de)國(guo)(guo)家只有美、俄、英、法、中國(guo)(guo)等極少(shao)數國(guo)(guo)家。