燃气轮机装置是一种比较新型的动力装置.最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件：压气机、燃气轮机和燃烧室,下图是其流程示意图.空气和燃料分别经压气机与泵增压后送入燃烧室,在其中燃料与空气混合并燃烧,释放出热能.燃烧所产生的燃气吸热后温度升高,然后流入燃气轮机边膨胀边作功,作功后的气体排向大气并向大气放热.重复上述升压、吸热、膨胀与放热过程,连续不断地将燃料的化学能转换成热能,进而转换成机械能.
喷气式发动机工作原理图
涡轮喷气式发动机应用于喷气推进避免了火箭和冲压喷气发动机固有的弱点,因为采用了涡轮驱动的压气机,因此在低速时发动机也有足够的压力来产生强大的推力.涡轮喷气发动机按照“工作循环”工作.它从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出.在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”.涡轮发动机的机械布局比较简单,因为它只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或者若干个燃烧室.然而,并非这种发动机的所有方面都具有这种简单性,因为热力和气动力问题是比较复杂的.这些问题是由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流、以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成的.
http://jpk.buaa.edu.cn/2004jpk/hkhtgl/chapter3/chapter3-3-2.htm
火箭发动机的工作原理
火箭发动机与涡轮/冲压喷气发动机的结构相似,一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧.这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机,而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的.因为燃气温度可高达3500度,在燃气进入涡轮前,需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却.然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释,残余的燃油在常规加力系统中燃烧.虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻,但是,其油耗更高.这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机.这些飞机要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间.
http://airgeneral.blogchina.com/3992261.html