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航空發動機和航天發動機的區別 航天發動機和航空發動機哪個技術難度大

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摘要:航空和航天是兩個不同的技術領域,航天是人類科技最高尖端的體現之一,火箭或飛船無論是飛行速度還是飛行高度,都遠高于飛機,因此大多數人會想當然地認為,相比于航空技術,航天技術更加高端。那么航天發動機和航空發動機哪個技術難度大?航空發動機和航天發動機有什么區別?下面來了解下。

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燃燒燃料,然后噴出高速氣流形成推力,將燃料內的化學能轉化為機械能的方式。但是不同的是,飛機是在大氣層里面飛行的,所以它可以從大氣里面吸取氧氣,作為燃料的氧化劑。而航天發動機主要是在大氣層外飛行,所以需要自帶氧化劑。這樣就導致兩種發動機結構上的不同,各自側重點也不太一樣。

目前航空發動機大多都是渦輪發動機(包括渦扇、渦軸、渦槳、渦噴幾種),它們一般結構都包括壓氣機、燃燒室、渦輪機幾部分。當外部空氣經過進氣道進入壓氣機后,便會減速增壓,然后就進入燃燒室與燃料混合燃燒。一般來說,當前很多渦輪發動機的壓氣機都分低壓和高壓兩段,將空氣壓縮成高密度、高壓、低速的氣流,以增加發動機的效率。

被壓縮后的氣流進入燃料室后,與噴油嘴噴射出來的燃料混合并燃燒。由于燃料燃燒瞬間膨脹,就會產生大量的高熱、高壓廢氣,這些廢氣就會推動渦輪高速旋轉。而多余的廢氣,就從噴嘴或飛機尾部排氣管排出。一般來說,航空發動機所用的燃料有航空煤油和航空汽油。

航天發動機由于主要在大氣層外飛行,沒法也無需從外界吸取空氣,因此它不需要進氣道和壓氣機、渦輪這些結構。所以它需要同時攜帶氧化劑和燃料,控制它們按一定比例在燃燒室內混合并燃燒,燃燒后產生的尾氣直接從噴嘴噴出,給火箭(或者其他航天器)產生推力。一般來說,航天發動機的氧化劑是液氧,燃料是煤油、液氫、甲烷或者酒精。

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,部件工作負荷更為嚴酷,而且要長期反復使用,可靠性、耐久性要求高,是世界上公認的技術水平高、核心技術門檻嚴格、整體結構復雜的工業產品,號稱現代工業“皇冠上的明珠”。

而航天發動機一般來說都是一次性使用的,因此一般設計工作時間很短,火箭的發動機一般只工作十幾分鐘,最長的也就幾個小時。所以相對來說,結構、材料、裝配工藝、精密度的要求都比航空發動機低一些。

由于上述差異性,世界公認航空發動機比航天火箭發動機技術更復雜,研發難度更大。目前世界上能夠獨立研制航天運載火箭并能夠發射衛星上天的國家至少有十個以上,除美、俄、歐盟、中國之外,日本、印度、以色列、伊朗等國家都能夠實現,而能夠獨立研制先進航空發動機的國家只有美、俄、英、法、中國等極少數國家。

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