航空模型发动机讲座.ppt

“ ” “ ” 发动机 engine 航空模型发动机 航空模型发动机最初大都是依据航空模型的要求，由其他工业用发动机经小型化和简单化发展而成，现在逐步形成了自己的发展规律和专业化的研究和制造，成为一种独特的专用的发动机。常用的航空模型发动机主要有五大类。 压燃式 活塞式发动机 电热式 电点火式 喷气式发动机 脉冲式 涡轮式 火箭发动机 电动机 气体发动机 一、活塞式发动机 活塞式发动机是一种小型或微型内燃机，是第一种用于航空模型的发动机。自20世纪初，经过近100年的发展，逐步发展出二行程、四行程；普通型、专用型；适合航空模型普及活动的、或专供竞赛使用的，还有特殊结构形式的现代活塞式航空模型发动机。其共同特点是:体积小、转速高、功率大、质量小，几乎全部用风冷散热，运行系统简单可靠。常用的活塞式航空模型发动机有下列三种。 （1）压燃式发动机 其燃料为煤油，在燃料中加入一定量的乙醚作为引爆剂。它不需要用辅助系统，只要使用配比符合要求的燃料即可启动运转，是目前运行系统最简单的航空模型发动机。主要用于航空模型普及活动，用来驱动自由飞、线操控特技和遥控模型飞机等，也用于小组竞速等竞赛项目。 （2）电热式发动机 其燃料为甲醇。启动时，先向电热塞供电，使其铱铂合金丝卷呈赤热状态，引发压缩的甲醇与空气混合气爆燃。在发动机正常运转及驱动模型飞机时，都不需要再供电；且对发动机工作状态进行调整时，只需调节油针即可。它是一种运行系统简单，操作简便的发动机。在规格相同时，电热式发动机的功率较大。自由飞、线操纵特技、竞速、空战等模型飞机和遥控模型飞机及直升机等一般均用电热式发动机。 电热式发动机的引燃 甲醇与空气的混合气在汽缸内经过压缩后温度升高，又借助电热塞内赤热的螺旋形铱铂合金丝蓄积的热量和铂的催化作用而被引燃。电热塞的组成结构如图所示。 （3）电点火式发动机 其所用燃料为汽油，发动机运转是通过高压电流在汽缸顶部的火花塞放电产生的火花，引起经压缩后的汽油与空气混合气爆燃。模型需携带电源和点火辅助系统升空，模型飞机质量较大、系统复杂、操作繁琐、故障率高。电点火式发动机主要用于大型航空模型，多用于按比例缩小的像真遥控模型飞机。 二、喷气式发动机 喷气式发动机通过燃料爆燃产生高温高压气体，由喷射管喷出时，气流的反作用力推动模型飞机飞行。目前用于航空模型的喷气式发动机有脉冲式和涡轮式两种。 （1）脉冲式发动机 其燃料为汽油。常用的是装有簧片单向阀的有阀式脉冲喷气发动机。由于空气和燃料进入燃烧室与爆燃喷出是交替进行的，喷出气流的反作用力也是间歇地作用于模型飞机，因此叫做脉冲喷气发动机。其结构简单，材料普通，制作难度小，售价低廉；但单向阀簧片易损坏，只能在大推力下工作，推力也不能调节。主要用于线操控模型飞机。 （2）涡轮喷气发动机 其燃料为航空煤油。运行时，压气机连续将空气吸入，增压后送入燃烧室，空气和燃料在燃烧室内混合爆燃，高温高压的气体由尾喷口喷出。由于高温高压气体喷出前先推动与压气机叶轮共轴的燃气涡轮转动，驱动压气机叶轮旋转，将空气吸入，增压送入燃烧室，因此被称为涡轮喷气发动机。 三、火箭发动机 几乎都使用固体推进剂，以推进剂燃烧喷射的气流的反作用力推动火箭模型飞行。 四、电动机 航模用电动机属于微型电机，通过转子和定子间磁极的吸、斥作用，是转子转动。以转子轴带动螺旋桨旋转，驱动模型飞机飞行。其体积小 可以方便的置于模型飞机体内，可制作出阻力小、美观、像真的机头。由于电动机运行时噪声小，又没有废气和油污，是一种理想的航模发动机。 日常训练用的练习机用的电动机为无刷电机，是一种交流电动机，而供电的电池为直流电，所以必须配用可将电池直流电转换为交流电的电子调速器。电子调速器还具有通过调节电池电压改变其输出交流电频率的功能，用来对无刷电动机进行转速调节。 五、气体发动机 气体发动机是用一定压力的气体推动活塞运动的活塞式发动机。气体发动机运行噪声较小，没有油污，清洁安静，但功率较小，一次充气运行时间也较短。常用的气体发动机有两种。 (1)二氧化碳发动机 该发动机有液态二氧化碳汽化后驱动发动机运行物质由液态转化为气态的过程中，如果温度不变，转化的压力也不变，因此二氧化碳发动机驱动模型飞机飞行的过程中，二氧化碳气体的压力稳定，发动机的转速也基本是稳定的，有利于模型飞机飞行姿态的调整和保持。 （2）压缩空气发动机 其以压力低于0.69兆帕的压缩空气驱动发动机，特点是供气来源方便。