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飞机发动机的进气口 圆的好还是扁的好?

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大家在坐飞机的时候都应该见到过飞机发动机,就是下图的这个东西,大家看到的民用飞机中,绝大部分的发动机都有着圆圆的进气口,透过进气口大家可以看到发动机的风扇叶片。

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大家可以经常看到的飞机发动机

但是不知道大家注意到没有,并不是所有的飞机发动机进气口都是圆形的,比如说下图这种发动机,进口就是扁扁的形状,让人看着就有点儿不太舒服。而且很多人都会觉得奇怪,为什么飞机发动机进口往往是圆的的,但是又偏偏有些发动机的进口不是圆的?

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扁扁的发动机进气口

飞机发动机进口当然是圆的最好喽

飞机发动机的进气口很多都是圆形的当然不是拍拍脑袋就决定的。如下图所示,发动机内部有一个非常关键的部件叫做“转子”。

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发动机内部的气流流动

而从这个名字大家就可以知道,转子这个东西是转动的,而且是高速转动。在某些美高梅发动机中,转子的转速甚至于可以高达每分钟旋转4万转以上。而如此高的转速就决定了转子必须是周向均匀的,否则在旋转的时候就会出现巨大的不平衡力,让整个发动机分崩离析。

所以发动机的主体结构就是“圆形”的,或者用专业术语来说就是“回转体”,这也意味了发动机结构围绕着转子的回转轴线各个方向几乎是均匀的。正是通过转子的转动,发动机吸入空气、压缩空气、混合燃料后燃烧,然后驱动涡轮旋转,构成整个发动机内部的循环。这个循环中很重要的一步就是“吸入空气”,所以各向均匀的发动机内部结构最好是从进气口均匀地吸入空气,当空气因为种种原因没有均匀进入发动机的时候(比如说发动机做如下图所示的眼镜蛇机动的时候),就会形成所谓的“进气畸变”,影响发动机的正常工作。

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著名的“眼镜蛇机动”

美高梅发动机为了应对进气畸变,一定要进行大量的仿真和试验来保证发动机不会受到这种问题的影响(如下图所示,就是研究人员在通过仿真研究发动机的进气畸变问题)。

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发动机进气畸变仿真分析

飞机发动机已经很不容易了,就算是圆形的进气口都不能保证进气的均匀,因此大家还是尽量在可能的情况下把发动机的进气口造成圆形吧——而这就是为什么大家看到的很多飞机进气口都是圆形或者尽可能接近圆形的原因。

专栏编辑

责任编辑:助理编辑 贾茹

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