军武阅读■会对发动机的效能产生影响吗?,喷气式战斗机喷出的不同焰色

现代战斗机使用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机 。 其主要结构是通过进气口吸收空气 , 经压缩机增压后与从燃烧室喷射出来的细水雾燃料混合 。 最后燃烧状态的高温高压燃气从尾喷管喷出 , 产生的反作用力可以推动飞机前进 。 但我们也可以发现一个非常奇怪的现象 , 即各种飞机发动机的尾喷管排出的气体颜色不同 , 有的是红色 , 有的是蓝色 , 有的是白色 。 为什么?真的是苏联蓝 , 美国红吗?
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(涡喷和涡扇发动机原理)
事实上 , 这件事与国家无关 , 而是与火焰本身的性质及其产生的条件有关 , 这主要分为两种不同的情况 。 首先 , 火焰的颜色受火焰温度的影响 。 火焰的本质实际上是高温气体 , 火焰的本质是高温气体或等离子体物质 。 这些物质会根据不同的温度发出不同的光谱电磁波 , 从而呈现出不同的颜色 。 火焰通常在低温下发出红外线 , 随着温度的升高呈红色 , 紫外线逐渐出现 , 出现黄、白、蓝等不同颜色 。 一般来说 , 红色温度最低 , 约3000℃ , 黄色次之 , 约4000℃ , 蓝色温度最高 , 5000℃以上!
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除了温度 , 火焰的颜色还受燃烧是否充分的影响 。 如果燃烧不充分 , 火焰中会残留大量还原碳原子 , 这些碳原子的光谱只是橙红色 , 因此燃烧不充分的火焰会呈现橙红色 。 如果氧气不断地注入火焰中 , 碳原子会被氧化成一氧化碳 , 一氧化碳反射的光谱是蓝色的 , 所以完全燃烧的火焰会呈现蓝色 。
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(F22超音速巡航时 , 其尾焰为蓝色)
火焰的颜色和喷嘴喷出的气体对发动机的性能有什么影响?如果火焰颜色受温度影响 , 温度越高 , 推力越大 , 发动机推力与排气管排出的气体流量和速度成正比 。 如果发动机排气管火焰颜色为蓝色 , 燃烧室温度越高 , 燃烧室温度越高 , 膨胀过程中高温气体的功率越大 , 压缩机旋转时区域越快 , 发动机的进气量增加 , 推力也增加 。 否则 , 如果它变成红色和黄色 , 它是相反的!目前 , 第四代涡扇发动机的燃烧室温度可以达到2200℃左右 , 非常接近航空煤油的极限燃烧温度!
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(F35发动机黄色尾焰)
如果火焰颜色主要是由完全燃烧引起的 , 那么蓝色火焰的推力仍然会比红色火焰大!普通涡喷发动机一般有两个燃烧室 , 一个主燃烧室和一个加力燃烧室 。 当油气混合物在主燃烧室燃烧时 , 实际上有一些燃料空气没有被点燃 , 尾焰从普通燃烧室喷出 。 由于燃烧不足 , 此时大部分是红色和黄色的 。
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(未开启加力的AL31发动机 , 黄色尾焰明显)
为了提高发动机的推力 , 超音速飞机的大多数喷气发动机都将配备加力燃烧室 , 加力燃烧室将再次注入燃料进行燃烧 。 这时 , 火焰不仅温度会升高 , 而且燃烧得更充分 。 因此 , 火焰的颜色自然会呈现蓝色 。 加力燃烧室打开后 , 发动机推力瞬间增加40%以上 , 但油耗也会随之急剧增加!
军武阅读■会对发动机的效能产生影响吗?,喷气式战斗机喷出的不同焰色
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【军武阅读■会对发动机的效能产生影响吗?,喷气式战斗机喷出的不同焰色】(F-22战机的F119-PW-100发动机开启全加力状态测试 , 火焰呈现出明亮的蓝色 , 这就是燃烧十分充分的表现)


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