噴射引擎

噴射引擎(PULSE JET)

噴射引擎起源於二次世界大戰,Paul Schmidt 所發明,第一次使用脈衝式噴射引擎的時間是1944年6月,德國用V-1脈衝式噴射引擎的飛彈轟炸英國。
脈衝式噴射引擎又稱噴射引擎或渦輪引擎。本身是以反作用力噴射方式推進的發動機。事實上人類很早就有利用反作用力噴射推進這個概念。早在西元前120年就有一種稱為希羅Hero噴氣球的玩具被發明出來。時到今日利用反作用力噴射推進運作的機器可說是比比皆是,最簡單的如花園或草坪中常用的自動旋轉灑水器便是利用反作用力噴射的方式來達到自動旋轉的目的。
事實上,不論是火箭,熱力管或是渦輪噴射,噴射發動機是一種被設計用來加速大量空氣流並在特別的高速排出。也因此便產生了許多種的噴射推進方式(Methods of Jet Propulsion)。
衝壓噴射發動機(Rem Jet Engine)為熱力管(Athdyd)或空氣熱動力導管(Aero Thermodynamic Duct)。因此無旋轉部份,包括漸擴進口(Divergerntentry)及漸縮(Convergent)或漸縮-漸擴出口(Convergeat-divergent exit)的導管。藉外面動力使其前進運動時,將外面的空氣衝入進器口,經過漸擴導管損失速度及動能,增加其壓力。所以稱為衝壓噴射發動機。通常作為火箭,靶機或飛彈的巡航動力來源。因其在推力產生前需要外加動力使其前進以達工作速度,因此不適合一般飛機使用。
脈衝噴射發動機(pulse jet engine)使用間歇燃燒(intermittentcombustion)的原理因此可以自靜止中啟動,不同於衝壓噴射發動機。由空氣動力導管 ( aerodynamic duct ) 構成的發動機結構與衝壓噴射相似。不同的地方在於導管進口有進口活辦(inlet valve),彈簧控制。當活辦開啟時空氣進入導管中,進入燃燒室時噴入燃油並點火燃燒,此時因壓力增加使活辦關閉,等燃氣自噴嘴噴出後因壓力減小使活辦重新張開進行下一次的進氣,如此進氣→噴油→點火→排氣→進氣,週而復始因此稱為脈衝噴射發動機。因為脈衝噴射發動機有耗油量大的缺點因此目前並不被作為一般飛機的動力來源,倒是在模型飛機中有許多為追求高速而採用此種發動機。
火箭發動機(Rocket Engine)和一般發動機最大的不同在於,火箭並不使用大氣中的空氣作為助燃氣體的,以及推進氣流(Propulsivefluid stream)的來源而是使用本身所攜帶的液態或固態燃料燃燒產生本身的推進氣流。所以可以在地球大氣層外工作。
燃氣渦輪(gas turbine)使用在噴射推進時,可以避免火箭和熱力管(脈衝與衝壓發動機皆是)無法在低速時產生穩定推力的缺點。氣渦輪是從大氣中吸入空氣,壓縮後再加熱(噴油燃燒)產生具有大量動能的燃氣,進而推動渦輪轉動壓縮機進行後續空氣的壓縮工作,通過渦輪後的燃氣則自噴嘴噴出,或再經後燃段(Afterburner)燃燒後自噴嘴噴出。

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