摘要：發動機是飛行器的動力源，相當于飛行器的心臟，它的性能對飛行器的發展有著非常重要的影響。現代發動機的發展除了在推重比的提高和燃油消耗率的進降低外還有其他方面的技術要求進一步發展和提高，其中發動機的智能推進控制得到了各國的重視。  

 關鍵字：發動機  自動控制  智能推進控制  預研    

引言：為飛行器提供動力，推動飛行器前進的裝置稱為動力裝置。它由發動機、推進劑或燃料系統以及保證發動機正常有效工作所必需的導管、附件、儀表和在飛行器上的固定裝置等組成。

為了方便起見，我們把動力系統簡稱為發動機。

 1883年汽油內燃機即活塞式發動機的問世，為第一架飛機的試飛成功創造了條件；空氣噴氣發動機的出現，使飛機突破聲障，并使飛行器的飛行速度達到幾倍聲速成為可能；火箭發動機的出現，為航天器的發展奠定了基礎，使人類沖出地球，飛向宇宙的夢想成為現實。

可以說，飛行器的發展是伴隨著發動機的發展而發展的，飛行器發展的每一個里程碑都與發動機的發展有著密切的聯系。

   正文： 

 1 、發動機分為以下幾種：  

(1)、活塞式發動機是一種把燃料的熱能轉化為帶動螺旋槳轉動的機械能的發動機。螺旋槳高速旋轉時，使空氣加速向后流動，空氣對螺旋槳產生反作用力，從而推動飛行器前進。因此活塞式發動機不能直接產生使飛行器前進的推力，而是通過帶動螺旋槳轉動而產生推力的。

(2)、渦輪噴氣式發動機可以利用向后噴射高速氣流，直接產生向前的反作用力，來推動飛行器前進。空氣噴氣發動機、火箭發動機和組合發動機都屬于這種類型。 

(3)、空氣噴氣發動機是利用大氣層中的空氣，與所攜帶的燃料燃燒產生高溫氣體，它依賴于空氣中的氧氣作為氧化劑，因此只能作為航空器的發動機。按具體結構的不同，空氣噴氣發動機又可分為渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺槳發動機、渦輪槳扇發動機、渦輪軸發動機和沖壓噴氣發動機等類型。 

(4)、火箭發動機不依賴于空氣而工作，完全依靠自身攜帶的氧化劑和燃料產生高溫、高壓氣體，因此可以在高空和大氣層外使用。若按形成噴氣流動能的能源的不同，火箭發動機又可分為化學火箭發動機和非化學火箭發動機。   

(5)、組合發動機是指兩種或兩種以上不同類型發動機的組合，包括空氣噴氣發動機之間的組合，以及空氣噴氣發動機與火箭發動機之間的組合等。

   2、活塞式發動機與渦輪噴氣發動機的異同【1】：  活塞式發動機： 

     發動機是熱機但本身不能產生推力，只能從軸上輸出功率帶動螺旋槳，由螺旋槳產生推力，所以螺旋槳稱為推進器。熱機叫螺旋槳稱為活塞式動力裝置。發動機工作時，空氣是間斷進入氣缸，氣體和壓縮、燃燒和膨脹過程發生在通一缸內，只有一個行程對外做功。必須采用笨重的氣缸。  

渦輪噴氣發動機：     即使熱機又是推進器。

在一定的飛行速度范圍內，隨著飛行速度的增加，其產生的推力增加。燃氣輪機工作時，有更大的功率輸出。適于高速飛行。燃氣式結構輕巧。較活塞式經濟性差。 

    目前普遍認為，發動機推重比和燃油消耗率是衡量航空噴氣渦輪發動機技術水平和工作能力的綜合性指標。

  3、發動機發展方向和自動控制的應用 

 航空發動機的技術發展水平是一個國家科技、軍事實力和綜合國力的重要標志。世界各國都重視航空發動機的研制，美國在世界航空發動機技術方面處于領先地位。 

 從1988年開始實施的綜合高性能渦輪發動機技術（IHPTET）計劃是迄今為止世界上范圍最廣、創新度最高、規模最大、影響力最強、投資最多的發動機技術預研計劃。盡管IHPTET計劃第3階段目標還未達到，研制工作仍在繼續，但是美國國防部、NASA和國防預研局已制定出了一個延續到2017年的推進技術長期發展計劃，就是從2006年開始實施IHPTET計劃的后繼計劃——VAATE計劃，即通用、可承擔起的先進渦輪發動機計劃。

VAATE計劃的宗旨是在提高發動機性能的同時，強調降低生產和維修成本，主要目的是開發、驗證經濟可承受的多用途核心機技術，再從核心機研制出更高性能、更高耐用性和更低費用的民用和軍用發動機。VAATE計劃的發展重點是經濟可承受性，總目標是到2017年開發出革命性和創新性的技術，使先進軍用發動機的經濟可承受性提高到F119發動機的10倍，推重比提高20%～30%，耗油率降低25%～30%，研制、生產和維修成本降低50%    

  1999年美國NASA提出極高效發動機技術(VEET)計劃【2】，到2005年結束。

主要分7個項目： 

 a. 推進系統一體化和評估；排放控制；

 b. 高負荷葉輪機； 

 c. 發動機高性能材料和結構；

 d. 推進系統——機體一體化；

 e. 智能推進控制； 

 f. 綜合部件驗證。   

  其中自動推進系統設計，它的控制系統不依賴駕駛員，并在特定任務剖面類達到最佳加性能，同時對環境的影響最小。

還能調整系統特性，使各個部件的壽命最長，因而改善推進系統的壽命和安全性。自動控制技術在飛行器的控制中應用越來越廣，再如無人機的飛行控制從推進控制到飛行姿態的智能自動控制。 

   新技術的快速應用如：采用數字電調技術，對發動機實時監測和故障診斷，對飛機推進系統進行一體化數字最佳控制；光纖傳感器的廣泛應用；光纖控制系統綜合、超大規模集成電路的應用。都極大地加速著飛行器動力系統的發展。

 4、結束語  

  科學家高歌提出，我們應當加大力度發展新型發動機如：真空零點能發動機、反物質發動機。    

 

 當前有好多種高性能發動機不斷取得突破和進展如：超燃沖壓發動機，脈沖爆震發動機。 在發展型號的同時應該著手預研究，重視預研的重要性。【3】作為航空航天學院的探控系學生，面對我國發動機技術基礎差，與領先國家存在著巨大差距，發動機發展日新月異的時代，我們面臨的是機遇也是挑戰，當奮起直追，強大我國航空航天事業！ 

   參考文獻：【1】宋筆鋒主編《航空航天技術概論》 國防工業出版社               【2】王如根、高坤華編著《航空發動機新技術》 航空工業出版社         【3】吳大觀著《航空發動機研制工作論文集》航空工業出版社 

 

參考文獻：

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