飛機發動機反推,基本原理的高級應用

2020-12-04 造飛機的馬卡耶夫

各位聰明伶俐博學多才的大帥比你們好,我是造飛機的馬卡耶夫。你開車如果想停,踩剎車。飛機想停,踩剎車還行嗎?這什麼破問題,肯定行啊……飛機取適航證的時候這個剎車試驗還很重要,你看ARJ21的試驗,這剎車片都燒的通紅。

除了踩剎車,還能用降落傘,或者弄個阻攔索。降落傘這用著多不方便啊,而且不便宜,主要用戶是太空梭;阻攔索也就攔戰鬥機這種小飛機,幾百噸的大客機你敢攔嗎?

其實,現在客機最常用的減速方法,除了剎車,還有兩個東西,擾流板和反推。擾流板這個東西,你坐飛機如果靠窗,落地時你就能看見它支稜起來,支稜起來之後,空氣通過這個擾流板,給機翼的力就是向後向下的,也就是說它能增大機翼的阻力。

今天咱不講剎車和擾流板,都太小兒科了,聰明人看名字就懂。今天咱說點高級的,發動機反推。前面咱們有一期掃盲,講了講那些主流的飛機發動機都是咋工作的,推力是咋來的。總結一句話,就是之所以有推力,是因為發動機往後推空氣了,空氣就往前推發動機。那反推,就要讓發動機往前推空氣,讓空氣往後推發動機。牛頓說過,要想減速,受力就要和運動速度相反。

還是那句話,道理我都懂,你就說怎麼讓發動機的氣往前噴吧。哎你見過矢量噴管吧,那玩意就是讓噴的氣拐彎了,可以增強機動性,但是還不至於說拐到前面去,也就是沒法反推。

反推怎麼實現呢,簡單理解,就是在發動機裡面或者後面裝個板子,空氣向後流動時,把這個板子豎起來,空氣一頭撞到那個板子上,知難而退,哎就返回來了。看上去,就是發動機在往前噴氣,那它產生的推力就是往後了,也就是給飛機剎車了。

這個板子的安裝方式,常見的有擋板的、折流門的,還有最常用的葉柵式,現在主流的客機用的都是葉柵式的,它的反推力能達到發動機推力的百分之六七十,剎車賊有勁。為啥才百分之六七十,不是100%呢?一個主要的原因,也好理解,就是這個氣不會180度折返。當然180度肯定反推效果好,但是實現起來很困難,也沒必要。理論上說,只要這個折返的角度大於90度,就能起到反推的作用,對不對。

前面說的是噴氣發動機,現在客機用的這個噴氣發動機基本都是渦扇,渦扇相比渦噴,多了個外涵道,它大部分氣體都是走這個外涵道,不經過燃燒室。可以這麼說,哎知識點啊,走內涵道的氣體給發動機提供了動力,走外涵道的氣體給發動機提供了推力。所以反推時抓主要矛盾,這個葉柵式反的就是外涵道的氣體。

說完噴氣的,還有渦槳。渦槳這種發動機雖然也會往後噴氣,但是這個噴氣產生的推力相比總推力來說,很小,它主要推力還是來自螺旋槳,也就是螺旋槳轉起來把空氣往後推。同樣的道理,渦槳發動機想反推,也抓主要矛盾,讓螺旋槳往前推空氣。怎麼往前推呢,你首先想到的是讓螺旋槳反過來轉吧?這樣做理論上來說,可以。但是實際操作起來就很難了,就好比讓一個正在高速往前跑的車突然倒車,那多費勁。而且實現起來,機械結構肯定很複雜。實際上,螺旋槳有個參數叫槳距,其實也就是槳葉的安裝角。渦槳這個槳距是可以變得,正常往後吹風時候這個槳距是正的,如果調成負的,它旋轉方向不用反過來,就能變成往前吹風,也就是成反推模式了。

反推對於飛機來說很重要很重要,雖然飛機的機輪剎車都是標配吧,但是它剎車效果不是太好,滑跑距離還是長。尤其是地面上有水甚至結冰的情況下,這機輪剎車基本就廢了。另外在有些特殊情況下,比如你開著私人飛機,油門踩到底正準備起飛呢,你女朋友說等等我,不停下來我就和你分手,這時候跑到就這麼長,再踩剎車都來不及了,反推就派上用場了,挽回一段感情。除了正經飛機,還有些飛機,前面我不是有一期講了那個水上飛機嗎,你說這水上飛機在海上降落了,你去踩哪門子剎車。

說到這,不知道有沒有人好奇,反推這玩意它的主要使命是落地後減速用的,那在天上能不能使?好問題啊!天上開反推,客機嚴禁這麼幹,但是個別特殊的也有在空中開的,比如協和超音速客機,它在空中是可以開反推的,開了之後可以增大下降的速率。現在,我查到的,好像沒有哪個飛機允許在空中開反推,太危險了。

最後還有個問題,這玩意能用來給飛機倒車嗎?哎呀也是好問題。用反推倒車,理論上說,沒問題!但是客機,一般不會這麼幹,噪音太大,費油,而且不安全,噴到人了怎麼辦?我用拖車直接給拖走,它不香嗎?

好,關於飛機減速,關於發動機反推,咱就介紹完了。要覺著講得還可以,求點讚,求關注!或者有啥需要糾正或者補充的,歡迎評論區留言。我是造飛機的馬卡耶夫,下期見啊!

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