[科普中国]-排气装置

结构消音管

排气装置包括从每个汽缸到消音管的排气管（支管）以及与消音管相连的单个排气尾管，排气尾管将发动机排的废气引导通过发动机后部整流罩区域。

消音管位于发动机下方，它由一个金属罩管包裹，金属罩管收集排气管热辐射产生的热量，然后再将热量通过软管引导到飞机驾驶舱内。

特别要注意的是要确保排气管的各个接口处的密封可靠，以防止排气中的一氧化碳进入客舱，对飞行人员和乘客造成危害。2

尾喷管尾喷管又叫排气喷管，简称喷管或喷口。其主要功能是将涡轮后的高温、高压燃气膨胀加速并排出机体，从而产生发动机的推力；通过调节喷管喉道面积来改变涡轮和喷管中燃气膨胀比的分配，以改变压气机和涡轮的共同工作点，实现对发动机工作状态的控制，从而改变发动机的推力、耗油率，改善发动机的起动性能及接通、切断加力时尽量少影响发动机的工作。3

喷管喷管的类型很多，按其流道型面可分为收敛型、收敛一扩散型；按其流道横截面形状可分为轴对称型和非轴对称型；按其面积调节方式可分为固定式和可调式；按推力方向可分为常规推力型、推力转向型、反推力型和推力矢量型等。下面简单介绍几种常见的喷管类型。

1、收敛喷管

收敛喷管的流道面积沿流向逐渐缩小，喷管出口最大气流速度为马赫数。这种喷管结构简单、重量轻、工作可靠、调节方便。常为亚声速飞机、短时间超声速和低超声速飞机用的不带加力燃烧室的涡喷发动机，以及涡轮后燃气焓降较小的涡桨和涡扇发动机采用。

收敛喷管可分为固定式和可调式，固定式收敛喷管为一简单收敛管道，适用于亚声速运输机和民航机。可调式收敛喷管的流道由固定的管道、可调节的鱼鳞片及调节鱼鳞片开度的作动筒系统组成，适用于要求喷管出口面积有较大变化的带加力燃烧室的发动机。

2、收敛-扩散型喷管

收敛一扩散型喷管简称收-扩喷管，是超声速喷管的一种，其流道面积先缩小后扩大。这种喷管由收敛型转为扩散型处的流通面积最小，称为“喉道”。

超声速飞机用的带加力燃烧室的燃气涡轮发动机，一般都采用收一扩喷管，其喉道和出口面积均是可调的，以适应发动机工况的变化，并使燃气在喷管中尽可能达到完全膨胀，从而获得高的推力性能。3

作用液压系统在安装过程或长时间停放之后会有空气渗入，由于气体存在，使执行元件产生爬行、噪声和发热等一系列不正常现象。所谓作动筒的“爬行”现象，是供油压力、空气弹性力、作动筒动摩擦和静摩擦力以及传动部件的惯性力相互作用的结果。实践证明，在飞机刹车系统中，产生刹车松软现象的主要原因是系统中混入了空气。

为消除空气对系统的影响，必须排除积留在作动筒内的空气。对单向式作动筒应装放气活门，维修后进行排气(如刹车作动筒)；而对双向式作动筒，一般不设放气嘴，在维修后进行若干次往复行程操作就可将气体排到油箱中。4

基本要求根据动力装置的用途，这些部件可以是反作用喷管或扩散形燃气排管、反向装置、推力矢量倾斜装置和转向装置、消音装置、降低红外辐射装置等。排气装置的主要部件是反作用喷管。在喷管中燃气流进行加速，产生反作用推力。

对飞行器动力装置排气装置提出的基本要求是：内部损失和外部阻力小；红外辐射水平低和有效散射表面小；起飞、降落和战斗机动(对机动飞机)条件下能控制推力矢量；噪声低(允许水平)。

上述要求是相互矛盾的，只能从满足大部分特性、可靠性、使用维护性、可修性和成本中寻找妥协的解决办法来实现。

排气装置通过改变喷管临界截面积完成燃气涡轮发动机各部件(发动机组件)工作状态的匹配功能。5