第3章 飞行器的动力系统
航空发动机PPT课件
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动21 机
压气机
轴流式压气机
叶轮
整流环
2020/2/19
涡轮喷气发动机
叶轮旋转方向
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动22 机
燃烧室
燃料与高压空气混合燃烧的地方
2020/2/19
涡轮喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动23 机
燃烧室
ef 2000
空气喷气发动16 机
Saab35
两侧进气(机身、翼根)
鹞
2020/2/19
涡轮喷气发动机
歼八II
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动17 机
背部进气
X-45
F-117
2020/2/19
涡轮喷气发动机
B-2
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动18 机
短舱正面进气
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
2020/2/19
1
3.1 发动机的分类及特点
冲压 喷气发 燃动气机
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
活塞式
涡轮发
涡轮桨扇发动机
发动机
航发空动航机天 动机
涡轮轴发动机 垂直起落发动机
火箭
航空航天
冲压发 动机
组合
涡轮
发动机
火箭 发动机
化学 液体火箭发动机 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
驱动喷管沿立轴旋转
2020/2/19
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
起 花 点 火 燃 烧 后 向 上 飞 升
北京航空航天大学航空航天概论课件第三章 飞行器动力系统
螺旋桨 减速齿轮 进气道 压气机 燃烧室 涡轮 尾喷管
空气喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
C-130大力神
运7
图95战略轰炸机
航空航天概论
第3章 飞行器动 经济性好 噪音水平低 效率高 起飞推力大 涡轮风扇发动机的结构参见教材
涵道比:外股气流与内股气流流量之比
SMART-1探测器及其太阳能离子发动机 将太阳能转化为电能,再通过电能电 离惰性气体原子,喷射出高速氙离子流, 为探测器提供主要动力
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
日本国家空间发展局的MUSES-C航天 器,使用4台Y-2发动机。Y-2微波离子发动 机是针对小行星交会采样飞行任务的需要 而研制的一种微波电离式离子发动机。
火箭发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
2、双组元液体火箭发动机
(1)液体火箭发动机的组成及工作原理
燃烧剂箱及输送系统 燃烧室 喷管
氧化剂箱及输送系统 喷注器
推进剂输送系统 推力室(喷注器、燃烧室、喷管)
航空航天概论
流量调节控制活门 冷却系统……
火箭发动机
第3章 飞行器动力系统
推进剂输送系统
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
燃烧室
涡流器
空气喷气发动机
涡轮喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
涡轮
将燃烧室出口的高温、高压气体的能量转变为 机械能,驱动压气机、风扇、螺旋桨和其他附件
工作叶轮
导向器
空气喷气发动机
涡轮喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
加力燃烧室
功用:使燃烧更充分燃烧,产生更大的推力。
飞行器的工作原理
飞行器的工作原理飞行器以其独特的工作原理和设计,开启了人类的航空事业。
本文将详细介绍飞行器的工作原理,涵盖了重力、气动力、推进力以及控制力等关键要素。
一、引言飞行器是指能够在大气层内自由飞行的装置,包括了飞机、直升机、无人机等。
它们在我们的生活中扮演着重要的角色,提供了高速、高效、便捷的交通方式。
要理解飞行器的工作原理,我们需要了解几个基本概念和原理。
二、重力与升力重力是指地球对物体的吸引力,它是使飞行器垂直下落的力。
然而,飞行器能够克服重力并在空中飞行,这是因为它们产生了与重力相等而方向相反的力,即升力。
升力是通过机翼的形状和空气动力学原理产生的。
当飞行器的机翼在空气中运动时,它会产生一个向上的压力差,从而使飞行器受到一个向上的力。
三、气动力学原理气动力学是研究空气在物体表面上产生的力和运动的学科。
当飞行器在空中飞行时,空气会与其表面产生相互作用,产生升力和阻力。
升力已在上一节中介绍,而阻力是指空气对飞行器行进方向上的阻碍力。
飞行器需要克服阻力以保持在空中的稳定飞行。
四、推进力推进力是飞行器在空中前进的动力。
常见的飞行器使用的推进方法有以下几种:1.喷气发动机:喷气发动机通过燃烧燃料产生高温高压气体,然后将其喷出以产生反作用力,推动飞行器向前飞行。
这种推进力十分强大,适用于大型飞机。
2.螺旋桨:螺旋桨通过旋转产生气流,推动飞行器向前运动。
它通常用于直升机和小型飞机,效率较高。
3.火箭推进器:火箭推进器是通过燃烧推进剂的高能燃料产生巨大的推力,将飞行器推入太空。
五、平衡与控制在飞行过程中,飞行器需要保持平衡和控制。
平衡是指飞行器保持稳定飞行的能力,而控制则是指调整飞行器的姿态和方向。
为了实现平衡和控制,飞行器通常配备了控制面(如副翼、升降舵、方向舵)和稳定系统(如陀螺仪和自动驾驶系统)。
六、结论飞行器的工作原理是一个综合性的系统工程,涉及了物理学、机械学、气动学等多个学科。
通过合理的设计和精确的控制,飞行器能够稳定、安全地飞行在空中。
飞行器动力工程知识点总结
飞行器动力工程知识点总结一、飞行器动力系统概述飞行器动力系统是指驱动飞行器进行飞行的动力装置,是飞行器的重要组成部分,其性能直接影响着飞行器的飞行性能、经济性和安全性。
飞行器动力系统主要包括发动机、推进系统、燃料系统等部分。
1. 发动机发动机是飞行器动力系统的核心部件,其功能是将燃料燃烧产生的能量转化为机械能,推动飞行器进行飞行。
发动机根据其工作原理和结构,可以分为涡轮喷气发动机、涡桨发动机、活塞发动机、火箭发动机等几种类型。
2. 推进系统推进系统是将发动机产生的动力转化为推进力,推动飞行器进行飞行。
推进系统通常包括涡轮风扇、涡轮喷气发动机喷管、尾喷管等部分。
3. 燃料系统燃料系统是为发动机提供燃料和润滑油的系统,包括燃料供给系统、燃烧系统、排油系统等部分。
二、飞行器动力系统的基本原理和工作过程1. 动力系统的基本原理飞行器动力系统的基本原理是利用燃料的化学能转化为机械能,进而产生推进力,推动飞行器进行飞行。
不同类型的发动机有不同的工作原理,如涡轮喷气发动机是利用高速喷气产生的推进力进行推进,活塞发动机是通过活塞往复运动产生的机械能推动飞行器飞行。
2. 工作过程飞行器动力系统的工作过程通常包括燃烧室的燃烧过程、喷气和推进过程、涡轮的驱动过程等。
燃烧室的燃烧过程是将燃料燃烧产生高温高压气体,喷气和推进过程是将高温高压气体喷出产生推进力,涡轮的驱动过程是将喷出的气体推动涡轮转动,带动飞机前进。
三、飞行器动力系统的性能指标及影响因素1. 性能指标飞行器动力系统的性能指标主要包括动力性能、经济性能、可靠性等几个方面。
动力性能包括推力、功率、燃油效率等指标;经济性能包括单位功率燃油消耗、维护成本等指标;可靠性包括故障率、寿命等指标。
2. 影响因素影响飞行器动力系统性能的因素有很多,主要包括发动机结构和效率、燃料质量和供应、气温、气压等环境因素、飞行器的设计和载荷等因素。
四、飞行器动力系统的设计与发展1. 设计要求飞行器动力系统的设计要求主要包括实现足够的推力和功率、提高燃油效率、确保可靠性和安全性等几个方面。
无人机操控技术课件第3章飞行原理与性能第5节多旋翼基础知识
5.2.3 动力系统—电池
电池容量:安时(Ah)或者毫安时(mAh)。如图 所示,例如,17000mAh表示以17000毫安放电,能够持 续1小时。严格的讲,电池容量应该以Wh表示,Ah乘以 电压就是Wh,例如,民航旅客行李中携带锂电池的额定 能量超过160Wh严禁携带。
5.2.3 动力系统—电池
5.2.3 动力系统—电调
电流规格:电调上标有“20A”字样,意思是指电 调所能承受的最大瞬间电流是20安培;一般多旋翼上我 们选取悬停电流4倍到5倍规格的电调使用,这样可以给 电流留够充足的余量。
供电能力:电调上有BEC 5V字样,意思是指电调 能从杜邦线向外输出5V的电压。
5.2.3 动力系统—电调
5.2.3 动力系统—电调
电子调速器ESC简称电调。其作用是根据飞控的控 制信号,将电池的直流输入转变成一定频率的交流输出, 用于控制电机转速。多轴飞行器使用的电调通常被划分 为有刷电调和无刷电调,多轴飞行器一般使用无刷电调。
电调上最粗的红线和黑线用来连接动力电池;较细 的白红黑3色排线,也叫杜邦线,用来连接飞控;另一 端3根单色线连接电机,如任意调换其中2根与电机的连 接顺序,电机反向运转。
5.2 多旋翼系统组成
多旋翼飞行器系统主要包括:机体结构、飞控 系统、动力系统、机载链路系统。
5.2.1 机体结构
机体结构是其他所有机载设备、模块的载体。 典型的机体结构包括:机架、支臂、脚架、云台。
5.2.1 机体结构
机架:装载各类设备、动力电池或燃料,同时 它是其他结构部件的安装基础。
支臂:机架结构的延伸,用以扩充轴距,安装 动力电机,有些多旋翼的脚架也安装在支臂上。
IMU惯性导航传感器是DOF(Degree Of Freedom,自由度)系统的核心,为多旋翼提供姿 态、速度和位置等参数,全称“惯性测量单元”。是 测量物体三轴姿态(或角速率)以及加速度的装置。
第三章飞行器运动方程(0901)
第三章飞行器的运动方程 刚体动力学方程的推导 1.刚体飞行器运动的假设1)认为飞行器不仅是刚体,而且质量是常数;2)假设地面为惯性参考系,即假设地面坐标为惯性坐标; 3)忽略地面曲率,视地面为平面; 4)假设重力加速度不随飞行高度而变化;5)假设机体坐标系的z o x --平面为飞行器对称平面,且飞行器不仅几何外形对称,而且内部质量分布亦对称,惯性积0==zy xy I I 2.旋转坐标系中向量的导数设活动坐标系b b b z y Ox 具有角速度ω (见图)。
向量ω在此坐标系中的分量为r q p ,,,即k r j q i p++=ω () 其中i 、j、k 是b x 、b y 、b z 轴的单位向量。
图设有一个可变的向量)(t a,它在此坐标系中的分量为z y x a a a ,,,即k a j a i a a z y x++= ()由上式求向量)(t a对时间t 的导数:b xωb yb zOijkdtkd a dt j d a dt i d a k dt da j dt da i dt da dt a d z y x z y x +++++= () 从理论力学知,当一个刚体绕定点以角速度ω旋转时,刚体上任何一点P的速度为r dt r d⨯=ω () 其中r是从O 点到P 点的向径。
现在,把单位向量i看作是活动坐标系中一点P 的向径,于是可得:i dtid⨯=ω () 同理可得: j dtj d⨯=ω () k dtkd⨯=ω () 将式()、()及()代入式()中,可得:)(k a j a i a k dtda j dt da i dt da dt a d z y x z y x ++⨯+++=ω () 或写为: a t a dt a d⨯+=ωδδ () 其中k dt da j dt da i dt da t a z y x++=δδ taδδ 称为在活动坐标系中的“相对导数”,相当于站在此活动坐标系中的观察者所看到的向量a 的变化率。
航空发动机PPT课件
星形发动机
直立式发动机
V形发动机
2020/2/19
活塞式航空发动6 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
活塞8发动机 双排14缸星形气冷发动机
2020/2/19
7
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.2.4 航空活塞式发动机主要性能指标
发动机功率——
发动机可用与驱动螺旋桨的功率称为有效功率(kW)
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
2020/2/19
1
3.1 发动机的分类及特点
冲压 喷气发 燃动气机
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
活塞式
涡轮发
涡轮桨扇发动机
发动机
航发空动航机天 动机
涡轮轴发动机 垂直起落发动机
火箭
航空航天
冲压发 动机
组合
涡轮
发动机
火箭 发动机
化学 液体火箭发动机 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
涡轮喷气发动机 涡轮螺桨发动机 涡轮轴发动机
涡轮风扇发动机 涡轮桨扇发动机 垂直起落发动机
2020/2/19
空气喷气发动11 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
1、涡轮喷气发动机
组成部件
进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管
进气道系统
整理进入发动机的气流,消除旋涡,保证发动机 所需的空气量;将高速气流逐渐降下来,尽量将动能 转变为压力势能,保证压气机有良好的工作条件
2020/2/19
涡轮喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动26 机
尾喷管 整流锥
支板
整理燃烧后的气流
航空发动机PPT课件
第3章 飞行器动力系统
2020/2/19
1
3.1 发动机的分类及特点
冲压 喷气发 燃动气机
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
活塞式
涡轮发
涡轮桨扇发动机
发动机
航发空动航机天 动机
涡轮轴发动机 垂直起落发动机
火箭
航空航天
冲压发 动机
组合
涡轮
发动机
火箭 发动机
化学 液体火箭发动机 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
功率重量比——
发动机提供的功率和发动机重量之比(kW/kg)
燃料消耗率(耗油率)——
衡量发动机经济性的指标,产生1kW功率在每小时 所消耗的燃料的质量(kg/kW h)
2020/2/19
活塞式航空发动8 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.3 空气喷气发动机
气 球
平衡状态 反作用力 作用力
自动旋转喷灌器 喷嘴喷出高压水流的反作用力
燃烧剂 ——
液氢H2 航空煤油 肼及其衍生物N2H4 (CH3)2N2H2 混胺
2020/2/19
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
火箭发5动0 机
3、液体火箭发动机的优缺点
优点 —— 比冲高,推力范围大,能反复起动 推力大小较易控制,工作时间长 固体推进剂性能稳定,可长期贮存
缺点 —— 推进剂不宜长期贮存,作战使用性能差
星形发动机
直立式发动机
V形发动机
2020/2/19
活塞式航空发动6 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
活塞8发动机 双排14缸星形气冷发动机
2020/2/19
航空航天概论
航空航天概论《航空航天概论》是1997年10月北京航空航天大学出版社出版的图书,作者是何庆芝。
该书以航空器和航天器为中心,对其学科和各系统进行了全面介绍。
航空航天科学技术是一门高度综合的尖端科学技术,近几十年来发展迅速,对人类社会的影响巨大。
本书是为航空航天院校低年级学生编写的入门教材,使学生初步了解航空航天领域所涉及学科的基本知识、基本原理及其发展概况。
全书共六章。
第一章绪论是一般概述,第二章是飞行器飞行原理,第三章是飞行器的动力系统,第四章是飞行器机载设备,第五章是飞行器构造,第六章是地面设备和保障系统。
原理论述由浅入深、循序渐进,内容丰富、翔实,文字通顺易懂、可读性强。
本书是航空航天院校教材,适合低年级学生学习,也可供相关专业的教学、科技人员参考。
以下是目录参考前言第一章绪论第一节航空与航天的基本内涵第二节飞行器的分类一、航空器二、航天器三、火箭和导弹第三节航空航天发展简史一、航空发展简史二、火箭、导弹发展简史三、航天发展简史第四节飞行环境一、大气飞行环境二、空间飞行环境三、标准大气第二章飞行器飞行原理第一节流体流动的基本知识一、流体流动的基本概念二、流体流动的基本规律三、空气动力学的实验设备――风洞第二节作用在飞机上的空气动力一、飞机的几何外形和参数二、低、亚声速时飞机上的空气动力三、跨声速时飞机上的空气动力四、超声速时飞机上的空气动力第三节飞机的飞行性能,稳定性和操纵性一、飞机的飞行性能二、飞机的稳定性与操纵性第四节直升机的飞行原理一、直升机概况二、直升机旋翼的工作原理第五节航天器飞行原理一、Kepler轨道的性质和轨道要素二、轨道摄动三、几种特殊的轨道四、星下点和星下点轨迹五、航空器姿态的稳定和控制思考题第三章飞行器的动力系统第一节概述第二节发动机分类第三节活塞式航空发动机一、发动机主要机件和工作原理二、发动机辅助系统三、航空活塞式发动机主要性能参数第四节空气喷气发动机一、涡轮喷气发动机二、其他类型的燃气涡轮发动机三、无压气机的空气喷气发动机第五节火箭发动机一、发动机主要性能参数二、液体火箭发动机三、固体火箭发动机四、固-液混合火箭发动机第六节组合式和特殊发动机一、火箭发动机与冲压发动机组合二、涡轮喷气发动机与冲压发动机组合三、特殊发动机思考题第四章飞行器机载设备第一节飞行器仪表、传感器与显示系统一、发动机工作状态参数测量二、飞行状态参数测量三、电子综合显示器第二节飞行器的导航技术一、无线电导航二、卫星导航系统三、惯性导航四、图像匹配导航(制导)技术五、天文导航六、组合导航第三节飞行器自动控制一、自动驾驶仪二、飞行轨迹控制三、自动着陆系统与设备四、电传操纵五、空中交通管理第四节其他机载设备一、电气设备二、通信设备三、雷达设备四、高空防护救生设备思考题第五章飞行器构造和发展概况第一节对飞行器结构的一般要求和所采用的主要材料一、对飞行器结构的一般要求二、飞行器结构所采用的主要材料第二节飞机和直升机构造一、飞机的基本构造二、军用飞机的构造特点和发展概况三、民用飞机的构造特点和发展概况四、特殊飞机五、直升机第三节导弹一、有翼导弹二、弹道导弹三、反弹道导弹导弹系统第四节航天器一、航天器的基本系统二、卫星结构三、空间探测器结构四、载人飞船五、空间站第五节火箭一、探空火箭二、运载火箭第六节航天飞机和空天飞机一、航天飞机二、空天飞机思考题第六章地面设施和保障系统第一节机场及地面保障设施一、机场二、地面保障系统第二节导弹的发射装置和地面设备一、组成和功用二、战略弹道导弹的发射方式三、战略弹道导弹的发射装置和地面设备第三节运载火箭的地面设备与保障系统一、航天基地二、航天器发射场三、中国的航天器发射场和测控中心四、发射窗口思考题。
飞行器的原理和分类
飞行器的原理和分类飞行器是一种能够在大气中自由航行的交通工具,它依靠空气动力学原理以及各种动力系统来实现飞行。
本文将探讨飞行器的原理和分类。
一、飞行器的原理1. 空气动力学原理飞行器在空中飞行时依靠空气动力学原理,其中最重要的是气流和升力的作用。
气流是指空气在飞行器周围流动的状态,而升力是由于气流对飞行器产生的上升力量。
飞行器的翼面形状、机翼的攻角和飞行速度都会影响气流的流动和升力的大小。
2. 动力系统飞行器的动力系统是提供推进力量的关键,常见的动力系统包括螺旋桨、喷气发动机和火箭引擎等。
螺旋桨通过旋转提供向前的推力,喷气发动机则是通过喷射燃料燃烧产生的高速气流来推动飞行器前进,火箭引擎则是利用燃烧推进剂产生的反冲力来推动飞行器。
二、飞行器的分类根据不同的原理和用途,飞行器可以分为以下几类:1. 飞机飞机是一种以机翼产生升力并以螺旋桨或喷气发动机提供推进力的飞行器。
根据用途和结构,飞机可以进一步分为商用飞机、军用飞机和私人飞机等。
商用飞机主要用于民航运输,军用飞机则用于军事任务,而私人飞机则被一些富豪和高管用于个人交通。
2. 直升机直升机是一种通过旋转翅膀产生升力和提供推进力的飞行器。
它可以在垂直起降,并且能够悬停在空中。
直升机广泛应用于军事、医疗救援和警务等领域,其灵活性赋予了它独特的优势。
3. 无人机无人机是一种不需要人操控的自动飞行器,它可以通过远程控制或预设的路径进行飞行任务。
无人机的应用范围非常广泛,包括军事侦察、航拍摄影、快递物流等。
4. 高空飞行器高空飞行器是指能够在离地球大气层较远的高空进行飞行的飞行器。
典型的高空飞行器有卫星和航天飞机等。
卫星用于通信、导航和气象预报等领域,而航天飞机则可用于进行载人航天探索。
总结:飞行器的原理和分类涵盖了从飞机、直升机到无人机和高空飞行器的广泛范围。
它们通过理解空气动力学原理和不同的动力系统,实现了在大气中的自由飞行。
飞行器的不断发展和应用为人类带来了便利和进步,并在各个领域发挥着重要作用。
飞行器的运动学和动力学分析
飞行器的运动学和动力学分析飞行器运动学和动力学分析随着科技的发展和人类探索空间的越来越深入,飞行器作为空间探索的重要工具和交通工具,得到了越来越广泛的应用。
对于飞行器的运动学和动力学分析是飞行器设计和控制的基础,也是飞行器性能的重要指标之一。
本文将从运动学和动力学两个方面对飞行器进行分析。
一、运动学分析运动学是研究物体运动的位置、速度、加速度等变化过程的物理学分支。
在飞行器设计和控制中,运动学分析主要包括三个方面:1、姿态控制飞行器的姿态控制涉及到飞行器的姿态稳定性和姿态调整能力。
在飞行器运动过程中,由于外部环境的影响和内部器件的失效等原因,飞行器可能会出现不稳定的姿态,影响飞行器的性能和安全性。
因此,姿态控制是飞行器设计和控制的重要问题。
姿态控制的基本原理是通过飞行器内置的传感器感知飞行器的动态姿态,再通过控制器对飞行器的控制面进行调整,最终使飞行器保持稳定的姿态状态。
姿态控制的技术难点在于如何快速、精确地感知飞行器的姿态变化,并做出相应的调整。
2、飞行轨迹规划飞行器的飞行轨迹规划主要包括确定飞行器的起点、终点和中间路径,以及确定飞行器在不同时间段内的飞行速度和飞行方向等。
飞行轨迹规划是飞行器飞行过程中的重要问题,直接关系到飞行器的航行安全和性能。
在飞行轨迹规划中,需要考虑到各种环境因素的影响,如风力、气压、温度、湿度等,以及地形地貌的变化。
飞行轨迹规划的目的是使飞行器在最短时间内达到目标点,并尽量避免遭受损失。
3、动力系统分析飞行器的动力系统是飞行器能够运行的重要部件,在设计和控制中需要对其进行分析和优化。
动力系统分析主要包括飞行器的动力来源、动力输出能力以及能量转换效率等方面。
在动力系统分析中,需要综合考虑动力系统的质量、功率和效率等因素,以及飞行器的运动学特性,选定合适的动力系统,实现飞行器的高效、稳定和可靠运行。
二、动力学分析动力学是研究物体受力作用下运动状态的变化过程的物理学分支。
在飞行器设计和控制中,动力学分析主要包括四个方面:1、空气动力学分析飞行器在空气中运动时,会受到空气的阻力、升力、侧向力和剪切力等作用力。
航空航天概论
航空航天概论航空航天科学技术是一门高度综合的尖端科学技术,近几十年来发展迅速,对人类社会的影响巨大。
本书是为航空航天院校低年级学生编写的入门教材,使学生初步了解航空航天领域所涉及学科的基本知识、基本原理及其发展概况。
全书共六章。
第一章绪论是一般概述,第二章是飞行器飞行原理,第三章是飞行器的动力系统,第四章是飞行器机载设备,第五章是飞行器构造,第六章是地面设备和保障系统。
原理论述由浅入深、循序渐进,内容丰富、翔实,文字通顺易懂、可读性强。
本书是航空航天院校教材,适合低年级学生学习,也可供相关专业的教学、科技人员参考。
前言第一章绪论第一节航空与航天的基本内涵第二节飞行器的分类一、航空器二、航天器三、火箭和导弹第三节航空航天发展简史一、航空发展简史二、火箭、导弹发展简史三、航天发展简史第四节飞行环境一、大气飞行环境二、空间飞行环境三、标准大气第二章飞行器飞行原理第一节流体流动的基本知识一、流体流动的基本概念二、流体流动的基本规律三、空气动力学的实验设备――风洞第二节作用在飞机上的空气动力一、飞机的几何外形和参数二、低、亚声速时飞机上的空气动力三、跨声速时飞机上的空气动力四、超声速时飞机上的空气动力第三节飞机的飞行性能,稳定性和操纵性一、飞机的飞行性能二、飞机的稳定性与操纵性第四节直升机的飞行原理一、直升机概况二、直升机旋翼的工作原理第五节航天器飞行原理一、Kepler轨道的性质和轨道要素二、轨道摄动三、几种特殊的轨道四、星下点和星下点轨迹五、航空器姿态的稳定和控制思考题第三章飞行器的动力系统第一节概述第二节发动机分类第三节活塞式航空发动机一、发动机主要机件和工作原理二、发动机辅助系统三、航空活塞式发动机主要性能参数第四节空气喷气发动机一、涡轮喷气发动机二、其他类型的燃气涡轮发动机三、无压气机的空气喷气发动机第五节火箭发动机一、发动机主要性能参数二、液体火箭发动机三、固体火箭发动机四、固-液混合火箭发动机第六节组合式和特殊发动机一、火箭发动机与冲压发动机组合二、涡轮喷气发动机与冲压发动机组合三、特殊发动机思考题第四章飞行器机载设备第一节飞行器仪表、传感器与显示系统一、发动机工作状态参数测量二、飞行状态参数测量三、电子综合显示器第二节飞行器的导航技术一、无线电导航二、卫星导航系统三、惯性导航四、图像匹配导航(制导)技术五、天文导航六、组合导航第三节飞行器自动控制一、自动驾驶仪二、飞行轨迹控制三、自动着陆系统与设备四、电传操纵五、空中交通管理第四节其他机载设备一、电气设备二、通信设备三、雷达设备四、高空防护救生设备思考题第五章飞行器构造和发展概况第一节对飞行器结构的一般要求和所采用的主要材料一、对飞行器结构的一般要求二、飞行器结构所采用的主要材料第二节飞机和直升机构造一、飞机的基本构造二、军用飞机的构造特点和发展概况三、民用飞机的构造特点和发展概况四、特殊飞机五、直升机第三节导弹一、有翼导弹二、弹道导弹三、反弹道导弹导弹系统第四节航天器一、航天器的基本系统二、卫星结构三、空间探测器结构四、载人飞船五、空间站第五节火箭一、探空火箭二、运载火箭第六节航天飞机和空天飞机一、航天飞机二、空天飞机思考题第六章地面设施和保障系统第一节机场及地面保障设施一、机场二、地面保障系统第二节导弹的发射装置和地面设备一、组成和功用二、战略弹道导弹的发射方式三、战略弹道导弹的发射装置和地面设备第三节运载火箭的地面设备与保障系统一、航天基地二、航天器发射场三、中国的航天器发射场和测控中心四、发射窗口思考题。
飞行器飞行的原理
飞行器飞行的原理飞行器的飞行原理是通过利用空气动力学和空气动力学原理来实现的。
在飞行器的飞行过程中,主要涉及到了动力系统、机翼、气动外形和飞行控制等方面的知识。
下面将从这几个方面来详细介绍飞行器的飞行原理。
首先,动力系统是飞行器飞行的基础。
飞行器的动力系统通常包括发动机和推进器。
发动机产生推力,推进器则将推力转化为飞行器的动力。
不同类型的飞行器采用不同的动力系统,如喷气式飞机采用喷气发动机,直升机采用涡轮发动机等。
动力系统的性能直接影响着飞行器的飞行能力和效率。
其次,机翼是飞行器飞行的关键部件。
机翼的主要作用是产生升力,使飞行器能够脱离地面并保持飞行。
机翼的气动外形、翼型和翼面积等参数都会影响升力的大小和分布。
同时,机翼的结构设计和材料选择也对飞行器的飞行性能有着重要的影响。
另外,气动外形是飞行器飞行的重要因素之一。
气动外形的设计直接影响着飞行器的气动性能,包括阻力、升力、稳定性和操纵性等。
通过合理设计气动外形,可以降低飞行器的阻力,提高升力,增强稳定性和操纵性,从而提高飞行器的飞行效率和性能。
最后,飞行控制是飞行器飞行的关键环节。
飞行控制系统通过操纵飞行器的姿态和飞行状态,实现飞行器的稳定飞行和操纵。
飞行控制系统通常包括飞行操纵面、传感器、计算机和执行机构等部件,通过这些部件的协调作用,实现飞行器的姿态控制、航向控制和高度控制等功能。
总的来说,飞行器的飞行原理是一个复杂的系统工程,涉及到多个学科领域的知识和技术。
飞行器的飞行能力和性能取决于动力系统、机翼、气动外形和飞行控制等方面的设计和实现。
只有在这些方面都达到一定的要求,飞行器才能实现安全、稳定和高效的飞行。
无人机操控技术课件第3章飞行原理与性能第5节多旋翼基础知识
5.2.3 动力系统—电调
建议最基础测试电机与电调兼容性的方案: 在地面拆除螺旋桨,姿态或增稳模式启动,启 动后油门推至50%,大角度晃动机身、快速大范围 变化油门量,使飞控输出动力。仔细聆听电机转动 声音,并测量电机温度,观察室否出现缺相。 在调试前,用遥控器设置电调时,需要接上电 机。
5.3 多旋翼气动布局—Y字型、H字型
Y型
优点:动力组较少,成本 低;外形炫酷,前方视线开阔。
缺点:尾旋翼需要使用一 个舵机来平衡扭矩,增加了机 械复杂性和控制难度。
H型
H型比较容易设计成折叠 结构,且拥有X型相当的特点。
5.3 多旋翼气动布局—4\6\8旋翼
单纯从气动效率出发,旋翼越大,效率越高,同样 起飞重量的4轴飞行器比8轴飞行器的效率高,故轴数越 多载重能力不一定越大。
一般锂聚合物电池上都有2组线。1组是输出线(粗, 红黑各1根);1组是单节锂电引出线(细,与S数有关), 用以监视平衡充电时的单体电压。
多轴飞行器飞行中,图像叠加OSD信息显示的电压 一般为电池的负载电压。
5.2.3 动力系统—电池
锂电池在使用时必须串联才能达到使用电压需要,因此 聚合物电池需要专用的充电器,尽量选用平衡充电器。 根据充电原理的不同分为串型式平衡充电器和并行式平衡充 电器。并行式平衡充电器使被充电的电池块内部每节串联电 池都配备一个单独的充电回路,互不干涉,毫无牵连。
5.2.2 飞控系统—飞控软件
飞控
基本情况
优点
缺点
KK飞控
开源,只使用 三个成本低廉
的单轴陀螺
价格便宜,硬件 结构简单
飞行器的动力和动力系统
飞行器的动力和动力系统飞行器是一种能够在空中自由移动的交通工具。
它通过一系列的动力系统来提供动力,使得它能够在空中稳定地飞行,前进和改变方向。
本文将详细介绍飞行器的动力和动力系统的原理。
一、飞行器动力的类型飞行器的动力可分为内燃机动力和电力动力两大类。
内燃机动力主要是采用燃油作为燃料,通过烧燃油产生高温和高压气体,驱动发动机输出动力。
而电力动力则是采用电能作为动力,电能驱动电机直接产生动力。
常见的飞行器类型,如飞机、直升机、无人机、火箭等,它们的动力类型也是多种多样的。
二、飞行器动力的原理1. 内燃机动力的原理内燃机动力主要是以燃烧燃料生成高温和高压气体,进而驱动发动机输出动力。
内燃机的组成部分包括气缸、活塞、曲轴等,燃料在进气门、燃料进口、空气滤清器等部分混合后,在产生火花的电极激发下,在燃烧室内燃烧形成高温和高压气体,进而驱动活塞运动,通过曲轴输出动力。
内燃机动力的优点是功率大、质量轻等,常用于大型飞机、卫星、火箭等动力。
2. 电力动力的原理电力动力则是以电能直接驱动电机输出动力。
电力动力的优点是转速高、响应灵敏等特点,因此应用于无人机、航模等小型飞行器。
电力动力的组成部分包括电池、电机、电调等,电能储存于电池中,经过电调调整后输入电机,电机高速旋转输出动力,从而驱动整个飞行器飞行。
三、飞行器动力系统介绍1. 内燃机动力系统内燃机动力系统一般由燃料供应系统、点火系统、润滑系统、冷却系统等多个部分组成。
其中燃料供应系统是指将汽油、柴油等燃料送入燃烧室进行燃烧,点火系统则是指引发燃烧的火花塞,润滑系统是指给机械部分提供油脂润滑,冷却系统则是冷却发动机的冷却系统,有效地控制发动机高温而导致的劣化。
2. 电力动力系统电力动力系统主要是由电池、电机、电调等部分组成。
其中电池是储存电能的载体,电机通过电能驱动旋转,而电调则是对电机转速进行控制。
电力动力升级的主要是提高电池的性能,可以更好地提高其储能和输出功率,同时降低其自重,使得电力飞机可以达到更好的性能。
航天技术导论第三章
第三章 飞行器的推进系统3.1 推进系统的组成和分类产生推力推动飞行器前进的装置称为推进系统或动力装置。
它包括发动机、燃料或推进剂,以及输送燃料或推进剂的系统(管道、阀门、泵或挤压装置等)、附件、仪表和安装支架等。
不同种类的动力装置,其组成也不尽相同。
如液体火箭推进系统包括液体火箭发动机、安装发动机并承受推力的机架、推进剂贮箱、输送推进剂的导管和涡轮泵、贮箱的增压系统等。
而固体火箭推进系统则将固体推进剂浇铸成型在发动机的燃烧室内,没有贮箱、导管以及输送和增压装置等。
飞行器的推进系统有活塞式推进系统和喷气式推进系统两大类。
前者目前只用于小型低速飞机上。
后者分为空气喷气发动机、火箭发动机和组合式发动机。
空气喷气发动机是利用空气中的氧气,与所携带的燃料燃烧产生高温燃气工作的,所以只能用于飞机和部分只在空气中飞行的飞航式导弹。
而火箭发动机完全依靠自身携带的推进剂工作,不需要空气中的氧气助燃,能够在高空和大气层外使用,所以,它是运载火箭、导弹和各种航天器的主要动力装置。
组合式发动机是两种或两种以上不同类型发动机的组合,包括不同类型空气喷气发动机之间的组合,以及空气喷气发动机与火箭发动机之间的组合等。
组合式发动机主要用于在空气中飞行的飞航式导弹。
根据目前的使用和发展情况,喷气式推进系统的大致分类如图3-1所示。
本章将着重介绍火箭发动机。
3.2 火箭发动机的特点和基本参数3.2.1 火箭发动机的特点前面已经提到,火箭发动机是运载火箭、导弹和各种航天器的主要动力装置。
火箭推进系统可以由单台或多台火箭发动机构成。
目前,广泛应用的火箭发动机几乎全部采用化学推进剂作为能源。
推进剂在发动机燃烧室中燃烧生成高温燃气,通过喷管膨胀高速喷出,产生反作用力,为飞行器提供飞行所需的主动力和各种辅助动力。
火箭推进系统自带的推进剂包括燃烧剂和氧化剂,不需要空气中的氧气来助燃,它的主要特点如下:(1) 火箭发动机的工作过程不需要大气中的氧,因此可以在离地面任何高度上工作。
飞行器动力学分析
飞行器动力学分析随着科技的不断发展,飞行器越来越成为人们日常生活中不可缺少的一部分,而飞行器设计的关键在于其动力系统。
飞行器动力学是一门研究气体动力学与航空动力学相结合的学科,它对于飞行器的设计、研究和优化有着至关重要的作用。
因此,本文将从四个方面对飞行器动力学进行分析。
1.基础理论飞行器动力学的核心是研究飞行器的运动规律和动力学原理。
其中,欧拉方程和伯努利方程是飞行器动力学研究的重要理论基础。
欧拉方程描述了流体运动的动力学,对于分析飞行器在不同气流中的运动、阻力和升力等起着重要作用;而伯努利方程则描述了流体在不同速度、高度和密度条件下的能量变化规律,为研究飞行器气动力学性能提供了理论支撑。
此外,飞行器动力学还涉及到机体的重心、惯性矩、旋转和姿态变化等问题。
在这些问题上,牛顿第二定律和角动量守恒定律是解决飞行器运动学和动力学问题的重要手段。
2.气动力学分析飞行器的气动性能是其动力学特性的核心,包括飞行器受到的阻力和升力等气动力学基本特性。
通过对飞行器气动力学特性的分析,可以对其设计和优化进行针对性改进。
在气流作用下,飞行器所受到的阻力主要有压力阻力、粘性阻力和组合阻力等。
其中,压力阻力与飞行器的形状密切相关,对于设计新型飞行器的气动外形、减少阻力,提高机动性能有很大的作用;粘性阻力则是飞行器表面气体层与与飞行器表面的摩擦而产生的阻力,针对它的优化主要涉及涂层技术和表面粗糙度减小技术等;组合阻力则是指阻力中包含的其他阻力,包括离心力、升力、重力等。
与阻力相对应的是升力,它是实现飞行器飞行的主要动力。
飞行器飞行时,通过改变机翼的攻角和机身的姿态,可以改变升力的大小和方向,从而对飞行器的高度、速度和稳定性等产生影响。
对于飞行器升力的气动性能分析,可以通过模拟试验、计算模型和计算机模拟等方法得到。
3.动力系统分析动力系统是飞行器动力学的核心,它直接决定了飞行器的速度、升力和机动性能等。
根据不同类型的飞行器,可以采用不同类型的动力系统。
飞行器飞行原理
飞行器飞行原理飞行器的飞行原理是通过运用空气动力学和机械工程的知识,利用动力系统产生推力,通过机翼产生升力,从而使飞行器在大气层中飞行。
飞行器的飞行原理可以分为动力系统、升力产生和飞行控制三个方面来进行解释。
首先,动力系统是飞行器飞行的基础。
动力系统可以分为喷气式动力系统和螺旋桨动力系统两种。
喷气式动力系统是通过燃料燃烧产生高温高压气体,然后将这些气体喷出,产生推力,从而推动飞行器前进。
而螺旋桨动力系统则是通过发动机带动螺旋桨旋转,产生推进力,推动飞行器前进。
动力系统的作用是使飞行器能够克服阻力,保持飞行速度,从而实现飞行。
其次,升力产生是飞行器飞行的关键。
升力是由机翼产生的,机翼的形状和气流的流动状态是产生升力的关键因素。
当飞行器在飞行时,机翼的上表面和下表面之间会形成气压差,这个气压差会产生升力,从而使飞行器能够克服重力,实现飞行。
同时,飞行器的速度和机翼的倾斜角也会影响升力的大小,通过控制飞行器的速度和机翼的倾斜角,可以调整飞行器的升力大小,从而实现飞行高度和飞行速度的控制。
最后,飞行控制是飞行器飞行的保障。
飞行控制系统包括飞行器的操纵系统、自动驾驶系统和飞行仪表系统。
飞行器的操纵系统由操纵杆、踏板和液压系统组成,通过操纵杆和踏板来控制飞行器的姿态和飞行方向。
自动驾驶系统可以通过预设的飞行计划和航线来控制飞行器的飞行,实现自动驾驶和导航。
飞行仪表系统包括高度表、空速表、指南针等仪表,用来监测飞行器的飞行状态,提供飞行数据和指导飞行员进行飞行。
总的来说,飞行器的飞行原理是通过动力系统产生推力,机翼产生升力,飞行控制系统控制飞行方向和姿态,从而实现在大气层中的飞行。
飞行器的飞行原理是多个方面的综合作用,需要飞行器的设计和制造人员以及飞行员的协同配合,才能够实现飞行任务的顺利完成。
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1-供应工质 2-加热室和喷管 3-加热元件(钨导线) 4-加热元件支架
图3-35 接触式加热电热发动机
飞行器动力系统
电弧加热推进系统如图3—36所示
图3-36 电弧加热推进系统
图3-37
电磁推进系统
2.电磁推进系统 电磁推进系统(电磁火箭发动机) 是以氢、氩等气体或金属锂蒸 气为工质,在高温情况下被电 离,形成等离子体。中性的等 离子体具有导电性,形成从环 形阳极流向中心圆柱形阴极的 电流,工质(导电的等离子体)与 磁场相互作用,并被强磁场加 速,然后从喷口排出,产生推 力。这种发动机的比冲很高, 可达50 000m/s~250 000m /s,但推力很小,所以只能用 于航天器的姿态控制、位置保 持或者进行星际航行。其原理 如图3—37所示。
涡轮风扇发动机
1-风扇;2-压气机;3-燃烧室;4-高压涡轮;5-低压涡轮;6-尾喷管
涡轮桨扇发动机
涡轮轴发动机
垂直起落发动机
可转喷口的涡轮风扇发动机
升力风扇发动机
3.3 .3 冲压喷气发动机
冲压发动机的组成
3.3.4 涡轮喷气发动机的工作状态 发动机规定的工作状态通常有 起飞状态: 最大状态: 额定状态: 巡航状态: 慢车状态:
飞行器动力系统
飞行器的心脏
主 要 内 容
3.1 发动机的分类及特点 3.2 活塞式发动机 3.3 空气喷气发动机 3.4 火箭发动机 3.5 组合式发动机 3.6 非常规推进系统
3.1 发动机的分类及特点
飞行器发动机的种类很多,其用途也各不相同。通常可以按发动机产生 推力原理的不同和发动机工作原理的不同将发动机分为如下4大类,如 图示。
(1)进气道系统 功用:是整理进入发动机的气流,消除 旋涡,保证在各种工作状态下都能供给发 动机所需要的空气量。尤其是在高速飞行 的情况下,要通过进气道将高速气流的速 度逐渐降下来,尽量将气流的动能转变为 压力势能,然后再进入压气机,保证压气 机有良好的工作条件。 分类:根据飞机飞行速度的不同,进气 道可分为亚声速进气道和超声速进气道。
燃烧室的组成和工作原理
(4)涡 轮
功用:是将燃烧室出口的高温、高压气体的能量转变为
机械能。燃气从燃烧室流出后,冲击涡轮使其高 速旋转产生机械能。涡轮的机械能以轴功率的形 式输出,驱动压气机、风扇、螺旋桨和其他附件 转动。燃气经过涡轮后,温度及压力骤然下降, 速度渐增。从涡轮流出的燃气流向尾喷管,由尾 喷管喷出产生推力。 典型结构:
3.6.1 电推进系统
电推进系统也称电火箭发动机,是利用电能 加速工质,形成高速射流而产生推力的一种 推进系统。由于能源和工质分开,所以发动 机工作的经济性就不像一般热化学推进系统 那样只取决于比冲,而是同时取决于比冲和 效率。 按照输入电能的主要部分转变成工质动能的 原理不同,电推进可分为电热推进系统、电 磁 推进系统和静电推进系统。
1-工质粒子:2-电离机构:3-聚焦电极 4-加速电极:5-中和器
图3-38静电推进系统
3.6.2 核推进系统
核推进系统(核火箭发动机) 是用核能(原子能)作为能源 来加热工质(液氢、液氦和 液氨等),得到高速射流产 生推力。核火箭发动机由装 在推力室中的核反应堆、冷 却喷管、工质输送系统和控 制系统等组成。在核反应堆 中,核能转变成内能以加热 工质,被加热的工质经喷管 膨胀加速后,高速排出产生 推力。如图3—39所示为核 火箭发动机的原理图。
活塞发动机一般都用汽油作为燃料,它的每一循环包括四个行程 (即活塞在气缸中上下运动各两次),即进气行程、压缩行程、膨胀行 程和排气行程,如图3—3所示。 在进气行程,活塞从上死点运动到下死点,进气活门开放而排气活 门关闭,雾化了的汽油和空气的混合气体被下行的活塞吸人气缸内。 在压缩行程,活塞从下死点运动到上死点,进气活门和排气活门都关 闭,混合气体在气缸内被压缩.在上死点附近,由装在气缸头部的火 花塞点火。在膨胀行程,混合气体点燃后,具有高温高压的燃气开始 膨胀,推动活塞从上死点向下死点运动。在此行程,燃烧气体所蕴含 的内能转变为活塞运动的机械能,并由连杆传给曲轴,成为带动螺旋 桨转动的动力。所以膨胀行程也叫做功行程。在排气行程,活塞从下 死点运动到上死点,排气活门开放,燃烧后的废气被活塞排出缸外。 当活塞到达上死点后,排气活门关闭,此时就完成了四个行程的循环。
3.2.4 航空活塞式发动机主要性能指标
活塞式发动机的主要要求是重量轻、功率大、尺寸小 和耗油省等,因此活塞式发动机的主要性能指标有以下几 个。
(1)发动机功率 (2)功率重量比 (3)燃料消耗率
3.3 空气喷气发动机
3.3.1 空气喷气发动机的主要性能参数
(1)推力 (2)单位推力
(3)推重比
3.静电推进系统 静电推进系统(离子发动机) 其工作原理是工质粒子(典 型的如氙)首先被电离成为 正、负离子,接着带正电 的粒子流被静电场加速, 依靠被加速的带电粒子流 的反作用冲量而产生推力。 带正电的粒子流在出口截 面或接近出口截面处设置 中和器,喷射电子流使整 个喷流呈中性。其工作原 理如图3—38所示。
(4)单位耗油率
3.3.2 燃气涡轮发动机
燃气涡轮发动机是目前应用最广泛的航空发动 机,它主要由压气机、燃烧室和涡轮组成。按核心 机出口燃气可用能量的利用方式不同,燃气涡轮发 动机分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮 螺桨发动机、涡轮桨扇发动机、涡轮轴发动机和垂 直起落发动机等。
涡轮喷气发动机
3.4 火箭发动机
如前所述,空气喷气发动机燃料的燃烧需要利用大气中的氧气作为氧化 剂,因此只能作为航空器飞行的动力。而火箭发动机的特点是不仅自带 燃烧剂,而且自带氧化剂,它既能在大气层内工作,也可在大气层外的 真空中工作。因此可作为火箭、导弹和航天器飞行的主要动力。 按加速工作介质(气流)的能源的不同,火箭发动机可分为化学能火箭发 动机与非化学火箭发动机(如电能火箭发动机、核能火箭发动机等)。目 前使用最多的是化学能火箭发动机。化学能火箭发动机的工作原理是将 燃烧剂和氧化剂在燃烧室进行燃烧,将化学能转变成内能, 生成高温燃 气,经尾喷管喷出而产生推力。 燃烧剂和氧化剂统称为推进剂。按推进剂类型的不同,火箭发动机可分 为液体火箭发动机、固体火箭发动机和固液混合发动机三大类。对于液 体火箭发动机,按所用推进剂的组元(成分)数目的不同,可以分为单组 元、双组元和三组元液体火箭发动机。增加组元使系统复杂,而单组元 的推进剂一般能量低,比冲较小,目前常用的是双组元推进剂。
3.5.2 涡轮喷气发动机与冲压发动机组合
1-可调进气道;2-进口导流片(关);3-可调喷管 图3-33 涡轮-冲压发动机
3.5.3 火箭发动机与涡轮喷气发动机 组合
1-扩压器;2-压气机;3-气体发生器;4-涡轮;5-燃烧室;6-喷管 图3-34 火箭-涡轮喷气发动机
3.6 非常规推进系统
3.5.1 火箭发动机与冲压发动机组合
1-进气扩压器;2-液体推进剂燃气发生器;3-燃烧室;4-尾喷管 图3-31 液体火箭-冲压发动机
1-燃气发生器;2-扩压器出口堵盖;3-助推器药柱;4-助推器喷管;5-发动机喷管; 6-进气扩压器;7-助推补燃室;8-喷管组件 图3-32 固体火箭-冲压发动机
不同类型的发动机由于其结构和产生推力的原理的不同,适合不同的速 度和高度范围,如图3—2所示列出了各类发动机的适用范围情况。
3.2 活塞式航空发动机
3.2.1 活塞式发动机的主要组成
1—气缸;2-活塞;3-进气门;4-进气阀;5-排气门; 6-排气阀;7-连杆;8-曲轴
3.2.2 活塞式发动机的工作原理
1.电热推进系统 电热推进系统(电热发动机)是利用电能加 热(电阻加热或电弧加热)工质(氢、胺、肼 等),使其气化,然后借助于喷管使工质加 速排出。由于加热工质的方式不同,又可 分成接触式加热、电弧加热和在热电离等 离子体的工质中感应的涡流加热。
飞行器动力系统
如图3—35所示为接触式加热的原理图
2.固体火箭发动机的推进剂
(1)固体推进剂的种类 (2)药柱形状和特点 (3)固体火箭发动机的优缺点
3.4.4 固—液混合火箭发动机
1.固—液混合发动机的组成和工作原理 2.固—液混合发动机的特点
3.5 组合发动机
组合发动机是不同类型发动机的组合。在前几节介 绍的各类发动机中,不同类型的发动机有不同的飞 行范围(高度和速度)和不同的性能特点。要获得较 好的综合性能,可以将不同类型的发动机组合起来, 取长补短,就可以达到改善其性能、拓宽其工作范 围和满足不同飞行需要的目的。如冲压发动机低速 性能不好,但高速性能优越,如果能和其他发动机 组合使用,即可发挥它的优点,扩大它的使用范围。 目前用于组合的发动机主要有冲压发动机、涡轮喷 气发动机和火箭发动机。
(5)加力燃烧室
功用:加力燃烧室位于涡轮的后面,流经 涡轮的燃气中还有不少氧气,因此 可以在加力燃烧室再次喷油燃烧, 以提高喷管出口燃气的胀加速产生反推力、抑制噪 音和红外辐射。 典型结构:
涡轮螺桨发动机
1-螺旋桨;2-减速齿轮;3-进气道;4-压气机;5-燃烧室;6-涡轮;7-尾喷管
3.4.1 火箭发动机的主要性能参数 (1)推 力
(2)冲量和总冲 (3)比 冲
3.4.2 液体火箭发动机
1.单组元液体火箭发动机
2.双组元液体火箭发动机
目前火箭发动机中应用最广的是液体双组元推进系统,因 为它是目前可贮存的化学推进剂中比冲很高,且与电推进 系统相比,系统耗电量又很少的一种比较成熟的推进系统。
在飞行器的推进系统中,目前应用最多的仍是化学燃烧推进 系统,它是依靠燃料或推进剂(能源)的化学反应(燃烧)释放 内能工作的,因此都属于热化学推进。推进系统的能源同时 也是工质,或者是工质的一部分,这类推进系统称为常规推 进系统(或化学推进系统)。 非常规推进系统不依靠燃烧化学反应的能量而工作,因此又 称为非化学推进系统。推进系统的工质和能源往往是分开的, 如电推进系统绵能源是电而推进工质(如氢,氩等)依靠电 能获得动能而加速工作产生推力。目前的非常规推进系统可 以分为电推进系统、核推进系统和太阳能推进系统三大类。