发动机工作时,大量的气体(高温燃气或空气)以高速度向后喷出,产生与飞机飞行方向一致的推力,推动飞机克服空气给他的阻力而向前飞行。反推力装置则是将喷出的发动机气体折向发动机前方,使气体向发动机前方喷出,产生与飞机飞行方向相反的力,即反推力。
在飞机上很难做到,将排出发动机的气流折转180度与飞机运动方向完全一致,一般采用折流板挡住排气流,使气流斜着向前喷出,如图所示。一般折流板与飞机轴线呈45度的夹角。因此,当打开反推力装置时,其产生的反推力仅相当于发动机正推力的40%左右。
飞机减速一般有三种结构,首先是起落架的液压刹车,其次是引擎反推减速,还有就是机翼上方在着陆一瞬间会翘起的减速板,有时在雨天跑道路面湿滑时轮刹不是特别管用的时候,反推的重要性就出来了,飞机在空中是不能反推的,否则会造成空中解体等事故。
反推的主要形式
主要有:抓斗型折流门反推、折流栅式反推、瓣式枢轴转动折流门反推等。下面我们来看看图片介绍。
1.抓斗型折流门反推
2.折流栅式反推
折流栅式反推主要由叶栅和阻流门组成。工作时通过阻流门阻挡住向后喷出的气流,然后再经过叶栅定向流出。
3.瓣式枢轴转动折流门反推
瓣式枢轴转动折流门反推由4组或多组转动折流门和驱动机组成。工作时,折流门转动,内部的负责阻流,外部的负责使气流定向流动。
带你看看民用与军用飞机的反推器
早期波音737-200的反推装置是酱婶儿的:蚌壳式或称抓斗式。很多事情都这样:一个不起眼的附加产品,给人们带来了极大好处。
说白了就是整体兜住向后喷出的气流并向前反射出去。飞机越来越大,越来越重,越来越快,既然你享受了这份动力带来的高速和快捷,也要接受随之而来的难题:在飞机降落的时候如何把速度尽快降下来,尤其在湿滑或冰滑跑道上,所以需要额外的降速设备,以保障飞行安全。
现在波音737上的反推是后退折流格栅式:发动机罩的后半截像抽屉一样拉出来一截,里面的机械装置转变发动机外涵道的气流方向,产生向前的推力,帮助飞机更快减速。
同一级别的空客A320,发动机也是CFM56,反推装置却是折流门式,看着就像花瓣。原理都一样,阻流门打开,让外涵道气流偏转方向,产生向前的推力。
大型客机或运输机不采用蚌壳式反推的原因,一来是发动机的推力越来越大,它hold不住了,再者发动机个头也越来越大(大涵道比说白了就是短粗,直径大进气量就大,推力自然也大),外壳直径起步就接近两米,更大的三米、四米都有,能hold住这种推力的蚌壳式反推,那得有一层楼高,携带这么大的机械装置显然是不可能的。
空客A340-300的CFM56-5C发动机,也是折流门式的。
同样是A340-500,发动机用的是罗罗Trent500,反推选择后退折流格栅式。
反推的价值还在于:它可以在正推力和反推力间快速转换,当飞机遇到紧急情况需要停止滑跑起飞时,可以刹住;当着陆不成功需要迅速复飞时,还能有充沛的动力。因此,无论是民用还是军用,反推装置都极大提高了飞机的安全性。
波音747上的罗罗RB211-524C2发动机打开反推装置。
加拿大空军的CC-177运输机(C-17“环球霸王”III)利用反推在地面向后滑行,它还可以利用正推与反推的力差原地掉头,在繁忙和拥挤的机场提高地面操作效率。
英国空军的K1空中加油机(洛克希德L-1011“三星”),垂直尾翼上的3号发动机也有反推装置。
类似的还有麦道DC-10-30客机。
波音787在前起落架尚未着地时打开罗罗Trent1000发动机上的反推装置。
小装置却有大市场
值得注意的是,发动机供应商并不管反推力装置,这都是发动机短舱供应商的业务。发动机短舱,通俗说就是包裹发动机的整个外壳和与机翼(或机身)连接的吊挂件,包括里面的支撑部件、油路、电路、管路等等,也包含里面的反推器。
发动机短舱是利润较高、技术门槛更高的业务。它的价值占整个推进系统的20%以上,全球也只有几家企业能生产:美国早期有罗尔公司,后来被古德里奇(Goodrich)收购,目前整体属于联合技术(UTC)航太系统分部;还有从波音分拆出来的势必锐航太系统(Spirit AeroSystems);欧洲有GE与法国赛峰集团的合作企业:奈赛公司(Nexcelle),它们都能提供反推装置的整体解决方案。
奈赛(Nexcelle)就是C919使用LEAP-1C发动机的反推力装置整体解决方案供应商。
从图中可以看出,发动机并不是推进系统的全部,整个发动机短舱业务(包括反推)其实是很多的。
以下是不同机型的反推装置图片:
荷兰福克100支线喷气,发动机是罗罗RB183 Tay。
波音717(MD-95)。
庞巴迪环球快车。
利尔喷气Learjet 60。
赛斯纳550B。
达索Falcon2000。
波音777货机。
空客A380打开2号、3号发动机的反推,1号、4号发动机并不支持有反推装置。
乌克兰AN-74TK运输机。
因为采用独特的翼型和发动机吊挂形式,反推也很独特。
俄罗斯图波列夫Tu-154M客机。
伊尔-76MD军用运输机。
安东诺夫AN-225。
洛克希德C-5“银河”。
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