反推力_现代大型喷气客机必备的设备

反推力

现代大型喷气客机必备的设备

反推力一般是指由反推力装置和引擎喷出的气流。是现代大型喷气客机必备的设备，位于飞机的引擎中，反推力装置是可以使原本向后喷射气流的飞机引擎，转而向前喷出气流的一个装置。当装置启动时，引擎通过改变气流流出通道并阻挡正常的喷气口，使气流穿过引擎侧面的小喷气口喷出。该装置在飞机着地时立即启动，可以使大型客机在较短的跑道上、或是雨天等恶劣环境着陆时，尽快停住，从而大大提高客机的安全性。

定义

当物体受到力的作用时，会产生一个与物体受到的力相反方向的推力。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。

作用

运用于火箭发射和客机的反推力装置中。可以在较短的跑道上、或是雨天等恶劣环境下，飞机在地面减速着陆时为飞机提供减速功能的系统,尤其在湿滑跑道上降落时,反推力可以弥补机轮刹车效率的不足,提高飞机地面着陆时的安全性，使其尽快停住。

战斗机的反推力

一般只有大型飞机才装备反推力装置以降低着陆滑跑距离，具体到战斗机恐怕还未有装备，战斗机多用减速伞、着陆钩索、回收网来缩短着陆滑跑距离其实反推力装置的减速效果要大大优于其它方式，他的反推力一般是正常推力的15%-20%，是最平稳的效果最好的制动方法，我们常见的减速伞了减速拉力随着速度的减低迅速下降从而使减速效果大打折扣，而反推力减速则不然，减速力矩始终如一，同样一架飞机假如有减速伞换成反推力喷口则着陆滑跑距离会短三分之一以上，但多一套喷口装置会增加额外重量，在战斗机上是无法容忍的。

火箭发射中的反推力

火箭发射时助推器喷出的强大气流一瞬间打到大地上，产生了一个与气流喷射相反而将将火箭升空的推力。就比如你在开枪时枪膛里的火药爆炸后产生推力使弹头向前运动，而你的肩膀就会感觉到一种向后的后坐力，这就是反推力。火箭发射也一样，喷射的气流向下运动，打倒大地上，就产生了一个“后坐力”，就是这个力将火箭升空。

反推力装置

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，一般折流板与飞机轴线呈45度的夹角。

改变发动机推力方向的装置。它用以缩短飞机着陆时的滑跑距离。大多用在民用机和舰载飞机上，歼击机也有采用的。除缩短着陆滑跑距离外，还可改善飞机的机动性能,使飞机能急骤减速或俯冲,增强格斗能力。它将喷管排出的燃气（或风扇后的冷气流）向前折转大于90°的角度而产生反向推力。由于实际上难以将气流折转180°,因此反向推力的大小只是正向推力的45%左右。典型的反推力装置有两个铰接的蚌蛤式阻挡门。正常工作时蛤壳形门紧贴于喷管两侧的折流叶栅处，燃气由喷管流出。需要反向推力时，蛤壳形门在液压作动筒的作用下堵住喷管通路，燃气被蛤壳形门阻挡而由折流叶栅处向前与轴线呈45°角流出，产生反向推力。

特点

虽然发动机反推力装置在整个发动机的运行周期里面只占很小的一个部分，但它对发动机短舱的设计、重量、飞机的巡航性能、整个飞机的运行及维护费用的影响都是很大的。美国通用电气公司的研究表明，对于风扇直径超过2.5米的涡扇发动机，其反推力装置的重量将占到整个发动机短舱重量的30%。而由于安装反推力装置而带来的气流泄漏和压力损失，将导致飞机飞行中的比油耗（SPC）增加0.5~1.0%。根据波音公司的评估，在波音-767飞机上使用反推力装置将使其每年的成本增加125000美元。尽管反推力装置的使用带来的不利影响如此显著，它仍然是绝大多数运输机上必备的装置。这是因为反推力装置所带来的诸多好处：

（1）这是一种有效的减速方式，不但能保持减速效率直至速度为零，而且制动效果不会因为跑道潮湿或地面履冰而受到影响。图1显示了在干跑道和湿滑跑道上反推力装置的作用，可以看到，在正常的干跑道上反推力装置的效果不大，但在潮湿或受到污染的跑道上则效果明显。

（2）反推力装置能够在更宽的条件下正常工作，提高了飞机的安全系数。它能在飞机迫降、紧急终止起飞以及在恶劣气候下为飞机提供可靠的减速力。这一点对于民航机尤其重要。

（3）可以减少飞机轮刹系统磨损，减小了刹车系统的发热量，提高飞机使用的效率。

（4）反推力装置不必像减速伞那样需要重新包装，不要求机场设置专门设备，不受着陆面积的制约，比其他几种减速方式平稳可靠。

总的说来，反推力装置使运输机的安全性得到提高，增强了飞机应对突发情况和不利天气的能力。即便因此带来了维护、费用和成本上的问题，依然广泛应用于绝大多数大型运输机上。

蚌蛤式阻挡门

典型的反推力装置有两个铰接的蚌蛤式阻挡门。正常工作时蛤壳形门紧贴于喷管两侧的折流叶栅处，燃气由喷管流出。需要反向推力时，蛤壳形门在液压作动筒的作用下堵住喷管通路，燃气被蛤壳形门阻挡而由折流叶栅处向前与轴线呈45度角流出，产生反向推力。

正常工作时蛤壳形门紧贴于喷管两侧的折流叶栅处，燃气由喷管流出。需要反向推力时，蛤壳形门在液压作动筒的作用下堵住喷管通路，燃气被蛤壳形门阻挡而由折流叶栅处向前与轴线呈45度角流出，产生反向推力。

工作原理

气飞机的反推力装置的原理是通过某种方式改变发动机喷流的方向，使其与飞机的运动方向相反，从而产生反推力。对于涡扇发动机，反推力装置可以仅改变外涵的流动，也可以同时改变内外涵的流动。这可以将反推力装置分成两个大类：

（1）出口后类型：整个发动机的喷流方向都被改变，也称为靶型。

（2）出口前类型：使用叶栅或者阻流板在气流流出喷管前改变其方向，从另外的出口喷出。

图2是在涡扇发动机上安装的反推力装置（出口前类型）的工作原理示意图。当发动机按反推力工作模式工作时，阻流门挡住发动机外涵道流路，可滑移罩盖向后移动，露出变向叶栅，使向后排出的气流转入导流叶栅中，并沿导流叶栅所偏转的方向（与正常前进推力的方向相反）排出，从而达到反推的目的

装置设计

通常，反推力装置的设计以取得最大的反推力效果为目标，但在设计中还需要改善反推力装置带来的不利因素：

（1）如果反推力气流向前喷射的角度太大（向前分量太大），有可能被发动机的进气道再度吸入，从而扰乱进气道前的流动，导致诸如：喘振、失速、进气道畸变以及噪声等不稳定问题。

（2）外部物体损伤：当反推力气流喷向地面的时候，很容易在进气道与地面之间产生很强的涡流。这样，地面的异物容易被卷起来，吸入到进气道中，从而导致发动机内部部件的损坏。

（3）控制面和襟翼控制效率的降低：反推力气流会严重地改变这些操纵面周围的流场特性，导致飞机的稳定性问题。

（4）浮力：部分反推力气流会在机身底部相遇，造成机身下表面较高的压力，可能导致飞机的控制问题。

（5）反推力气流冲击到发动机短舱造成材料疲劳而损伤飞机构件。

（6）与减声装置要合理匹配，防止机身结构因声压交变载荷作用而损伤。

（7）结构要轻巧简单，便于维护。

设计基本要求

（1）易操纵性：必须相应灵敏，安全可靠，能保证在规定时间内和应急状态下快速打开与收回。

（2）安装性能好：要结构紧凑，形体布局满足气动要求，与短舱和机身能实现最佳匹配。

（3）承载能力强：必须能承受飞机在着陆滑跑时所产生的气动载荷和机械载荷。

（4）流量损失小：反推力装置与机身和短舱之间的运动件接触面（或工作界面）要严格密封，防止因气流泄漏造成损失；尽量减小反推力机械操纵件对内流的干扰，避免出现流阻损失。

分类

抓斗式折流板反推力器，叶栅式反推力器，瓣式转动折流门反推力器

新型：无阻流器反推力装置，机翼安装式反推力装置，织物靶式反推力装置