航空发动机结构概要
航空发动机结构系统资料课件
附件系统的组成
燃油附件
包括燃油泵、燃油控制阀等, 用于控制燃油的供应和流量。
滑油附件
包括滑油泵、滑油滤清器等, 用于提供滑油润滑和冷却发动 机部件。
启动与点火附件
包括启动电机、点火装置等, 用于启动发动机和点火。
空气附件
包括空气泵、冷气瓶等,用于 提供压缩空气和控制发动机进
气。
附件系统的安装位置与连接方式
航空发动机的分类
总结词
根据不同的分类标准,航空发动机可以分为多种类型。
详细描述
根据用途不同,航空发动机可以分为活塞式发动机和喷气式发动机两大类。其中,喷气式发动机又可以分为涡轮 喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和桨扇发动机等类型。此外,根据推进剂的不同,航空发动机 又可以分为火箭发动机和吸气式发动机等类型。
滑油压力调节器
调节滑油压力,确保滑油在正确的压 力下供给发动机。
空气系统附件
进气过滤器
过滤进入发动机的空气中的杂质,保证空气 清洁度。
涡轮增压器
利用发动机排气的能量对进气进行压缩,提 高发动机的进气压力和进气量。
压气机
将空气压缩后供给发动机,提高空气密度。
冷却空气系统
利用冷却空气降低发动机部件的温度,保证 发动机正常运转。
航空发动机的定义
总结词
航空发动机是用于驱动飞行器的动力装置,它能够将热能、化学能转化为机械能,为飞行器提供推力 。
详细描述
航空发动机是一种高度复杂、精密的热力机械,其工作原理是将空气吸入发动机后,经过压缩、燃烧 、膨胀等过程,产生高温、高压的燃气,再通过喷嘴将燃气以高速排出,产生推力,使飞行器前进。
PART 06
未来航空发动机结构附件 系统的发展趋势
航空发动机构成
航空发动机构成
航空发动机是由多个部分组成的。
主要部分包括以下几点:
1. 压缩机:将空气压缩并输送到燃烧室。
2. 燃烧室:将燃料和空气混合并燃烧,产生高温高压气体。
3. 高压涡轮:从燃烧室喷出来的气体转动高压涡轮,驱动压缩机。
4. 低压涡轮:高压涡轮后面是低压涡轮,它驱动飞机推进器(如风扇)。
5. 推进器:产生向后的推力,推动飞机前进。
还有其他一些重要的组成部分,例如燃油系统、点火系统、冷却系统等等。
这些部分共同协作,将燃料燃烧并产生推力,使飞机能够飞行。
航空发动机结构与原理概论
以航空发动机结构为例说明产品结构前言CFM56-7是目前客机发动机中最先进的发动机(图1)…图1航空发动机是飞机性能、可靠性和成本的决定性因素,发动机加燃油的重量占战斗机/轰炸机/运输机起飞总重量的40%~60%,其寿命期费用站整个飞机的20%~40%。
特别是涡轮喷气发动机发明以后,推进技术的进展更是突飞猛进,是飞机的性能和任务能力取得了重大突破。
美国人对航空发动机技术如是评价:“T he aircraft engine is a technology intensive, making it difficult to enter a novice area, it needs adequate protection and use of the state results in the area, long-term data and experience, as well as national large in vestment. “United States” a joint vision for 2020 “in the proposed strategy for the future based on the composition of the nine U.S. advantage technology, aviation jet engines are listed in the second, on nuclear technology before, and now even the United States there are only two areas of government investment, one aerospace, and the other is the aircraft engine, the aircraft engine is a national strategic industry. ”如今,航空发动机技术也是制约我国航空工业发展的瓶颈。
航空发动机结构..
典型军用涡扇发动机结构
EJ200涡扇发动机用于欧洲联合研制的90 年代战斗机EFA2000,为双转子加力式低涵 道比涡扇发动机,由三级风扇,五级高压压 气机、具有空气雾化喷嘴的环形蒸发燃烧室、 单级高低压涡轮、加力燃烧室和收敛-扩散式 可调喷口组成。整台发动机有5个支点,共用 两个滑油腔室,两个承力框架。
CFM56 发动机支承简图
两个转子支承于五个支点上,通过两个承 力框架将轴承负荷外传,是承力构件最少的 发动机。低压转子为0-2-1支承方案,高压转 子为1-0-1支承方案。高压转子后支点为中介 支点,支承在低压涡轮的后轴上,此种支承 方案的主要优点是结构简单,低压轴刚性好, 发动机性能保持好,重量轻,为许多军民用 发动机所采用 。
RB199发动机(装备狂风式战斗机)是军用 发动机中唯一采用三转子结构的发动机,由3 级风扇、3级中压压气机、6级高压压气机、 环形蒸发燃烧室、单级高、中压涡轮、2级低 压涡轮、加力燃烧室及可调收扩喷管等组成。 另外还装有反推力装置,以减小着陆时的滑 行距离。
RB199发动机结构图
RB199 三转子发动机支承方案简图
由于高压与中压转子长度相对较短,因此 均采用2支点支承方案,其中高压转子最短, 故采用1-0-1支承方案;在中压转子中,为缩 短2支点间距离,将3号支点置于中压压气机 之后,形成0-1-1支承方案。
Su-27的心脏А Л -31Ф 发动机
А Л -31Ф ,是由俄罗斯的“留里卡-土 星”航空航天发动机制造公司在1985年研制 的第四代单元体设计、推重比为8的涡轮风扇 发动机。该发动机有很高的可靠性及技术维 护性能。А Л -31Ф 发动机即使在今天,也是 世界上最好的航空发动机之一 。
EJ200 发动机结构图
航空发动机原理与构造
五、起动系统
起动系统的工作 1、地面起动 2、冷开车 3、油封冷开车 4、空中开车
六、压缩器与涡轮的共同工作
稳定工作状态下压缩器与涡轮 的共同工作 1、发动机稳定工作条件 2、用压缩器通用特性曲线研究压缩器 与涡轮的共同工作
六、压缩器与涡轮的共同工作
过渡工作状态下压缩器与涡轮 的共同工作 1、如何使加速时间短 影响加速时间的因素 怎样增大剩余功率 2、减速状态下压缩器与涡轮的共同工作
进气道 压缩器 燃烧室 涡轮 发动机转子的支承、减荷与附件转动 加力燃烧室 压缩器与涡轮的共同工作 发动机在飞机上的固定
1、进气道
进气道在构造上是飞机机体的一部 分,在工作上是发动机的主要机件之一。 它在发动机的前面,其作用是把足够数 量的外界空气以较小的流动损失顺利地 导入压缩器。
2、压缩器
压缩器是用来压缩进入发动机的空 气提高空气的压力,供给燃烧室以大量 高压空气的机件。压缩器提高空气压力 的目的是为燃气在发动机内部膨胀创造 有利条件。
3、燃烧室
燃烧室是燃料和空气混合并燃烧的 机件。从压缩器来的压缩空气在这里被 加热,获得热能,具备了膨胀做功使发 动机产生推力的必要条件。
5、发动机的漏油和放油
发动机不工作时的允许漏油量 发动机工作时的允许漏油量
6、燃料系统的维护
防止水份和杂质进入燃料系统 保持系统的密封性
四、工作状态操纵系统
主要附件 1、油门杆 2、主要电气附件 转速控制盒、油门传感操纵盒、喷口 回输电位计、加力信号输入盒、加力继 电器盒。 3、油门指示臂、加力操纵盒与油门杆的 协调关系
4、涡轮
涡轮是在燃气的作用下旋转做功的 机件。从燃烧室来的高温、高压燃气流 过涡轮时,使工作叶轮高速旋转做功, 带动压缩器和一些附件工作。
航空发动机结构
燃烧过程
01
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油气混合
燃油与压缩后的空气混合, 形成油气混合物。
燃烧反应
油气混合物在燃烧室内进 行燃烧反应,释放出大量 的热能和气体。
产生推力
燃烧产生的高温、高压气 体推动涡轮旋转,进而推 动飞机前进。
膨胀过程
燃气膨胀
01
燃烧后的高温、高压气体从燃烧室流出,进入涡轮后的扩压器。
降低压力
02
根据燃料类型,可分为燃油发动机和 燃气涡轮发动机。
根据用途,可分为民用发动机和军用 发动机。
根据工作原理,可分为活塞发动机和 喷气发动机。
02 发动机主要部件叶片对空气进 行压缩,为燃烧室提供高压空气。
压气机的效率直接影响到发动机的性 能和燃油消耗率,因此其设计和制造 要求非常高。
高强度材料
发动机中的转子、叶片等部 件需要承受高负荷,因此需 要使用高强度材料,如镍基 合金和钛合金等。
耐腐蚀材料
发动机在高温、高湿的环境 下工作,需要使用能够耐腐 蚀的材料,如不锈钢和镍基 合金等。
制造工艺流程
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铸造工艺
用于制造发动机中的涡轮叶片 、导向叶片等部件,通过将熔 融金属倒入模具中冷却成型。
振动问题
如发动机振动过大,需要检查发动机的平衡性、轴承状况 、气动稳定性等,找出振动源并采取相应措施。
保养建议
严格按照制造商提供的维护手册进行保养
按照制造商提供的保养计划,定期进行保养和检查,不要错过任何重 要的维护项目。
使用高品质的油液和耗材
选择高品质的机油、燃油、滑油等油液和耗材,可以减少发动机的磨 损和故障风险。
压气机通常由多级转子组成,每一级 转子都有一定数量的叶片,通过旋转 将空气逐级压缩。
常用航空发动机的结构与原理
常用航空发动机的结构与原理展开全文一、活塞式航空发动机为航空器提供飞行动力的往复式内燃机称为活塞式发动机。
发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力。
活塞式发动机由汽缸、活塞以及把活塞的往复运动转变为曲轴旋转运动的曲柄连杆机构等主要部分组成。
曲柄连接着螺旋桨,螺旋桨随着曲柄转动而转动,曲轴则支承在轴承上。
汽缸上装有进气门和排气门" 进气门是控制空气和汽油的混合气进入的零件,汽油燃烧完以后有排气门排出。
活塞式航空发动机是一种四冲程、电嘴点火的汽油发动机。
曲轴转动两圈,每个活塞在汽缸内往复运动4次,每次称1个冲程。
4个冲程依次为吸气、压缩、膨胀(作功)和排气,合起来形成1 个定容加热循环。
从1903年第一架飞机升空到第二次世界大战末期,所有飞机都用活塞式航空发动机作为动力装置。
20 世纪40年代中期,在军用飞机和大型民用机上,燃气涡轮发动机逐步取代了活塞式航空发动机,但小功率活塞式航空发动机比燃气涡轮发动机经济,在轻型低速飞机上仍得到应用。
二、燃气涡轮发动机由压气机、燃烧室和燃气涡轮组成的发动机称为燃气涡轮发动机。
它的优点是重量轻、体积小和运行平稳,广泛用作飞机和直升机的动力装置。
核心机:在燃气涡轮发动机中,由压气机、燃烧室和驱动压气机的燃气涡轮组成发动机的核心机。
空气在压气机中被压缩后,在燃烧室中与喷入的燃油混合燃烧,生成高温高压燃气驱动燃气涡轮作高速旋转,将燃气的部分能量转变为涡轮功。
涡轮带动压气机不断吸进空气并进行压缩,使核心机连续工作。
从燃气涡轮排出的燃气仍具有很高的压力和温度,经膨胀后释放出能量(称为可用能量)用于推进。
核心机不断输出具有一定可用能量的燃气,因此又称燃气发生器。
现代燃气涡轮发动机压气机的增压比(压气机出口空气总压与进口总压之比)范围为4-28,消耗功率可高达数十兆瓦(几万马力)。
燃气涡轮前的温度可达1200-1700K。
压气机分为离心式和轴流式两类,前者增压比低、直径大,仅用于小功率发动机;后者流量大、增压比高,应用广泛。
航空发动机原理与构造知识点总结
航空发动机原理1 概论航空动力装置的功能是为航空器提供动力,推进航空器前进,所以航空动力装置也称为航空推进系统。
它主要包括航空发动机,以及为保证其正常工作所必需的系统和附件,如燃油系统、滑油系统、起动系统和防火系统等,通常简称为航空发动机。
1.1航空燃气涡轮发动机的基本类型目前航空燃气涡轮发动机有五种基本类型:涡轮喷气发动机、涡轮螺桨发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机和供垂直/短距离飞机用的发动机。
涡轮喷气发动机简称涡喷发动机(WP)。
从结构上讲,它由压气机、燃烧室、燃气涡轮和尾喷管四个主要部件组成(见图1-1),其特点是:涡轮只带动压气机压缩空气,发动机的全部推力来自高速喷出的燃起流所产生的反作用力。
涡轮喷气发动机经济性差高温、高速燃气由尾喷管排出,能量损失大,因此经济性差。
图1-1 涡轮喷气发动机涡轮螺桨发动机简称涡桨发动机(WJ)。
在这类发动机中,涡轮除带动压气机供给发动机所需的空气外,还带动螺桨,产生飞机前进的拉力。
由尾喷管喷出的燃起流所产生的推力只占飞机前进力的很少一部分(10%)。
从结构上讲,这类发动机还多一个部件——减速器。
涡轮风扇发动机简称涡扇发动机(WS),又称内外涵发动机。
它是介于涡喷和涡桨之间的一种发动机。
它由两个同心圆筒的内涵道和外涵道组成,在内涵道中装有涡喷发动机的部件——压气机、燃烧室和涡轮,在外涵道中装有由内涵转子带动的风扇(见图1-2)。
发动机的推力是内、外涵道气流反作用力的总和。
- 2 -外、内涵道空气流量之比称为流量比,又称涵道比。
涡扇发动机的优点是,推力大了,排出的能量小了,耗油率低。
图 1-2 涡轮风扇发动机若在涡桨发动机中,发动机输出轴不带动螺桨,而用来输出功率,例如带动直升机的旋翼、舰艇的推进器、或地面的发电机和油泵等,则这种燃气涡轮发动机称为涡轮轴发动机,简称涡轴发动机(WZ)。
1.2 航空燃气涡轮发动机性能指标涡轮发动机和涡扇发动机都是将燃气发生器的可用功用于增加流过发动机气流的动能并产生反作用推力。
航空发动机结构
桨扇由涡轮驱动,无涵 道外壳,装有减速器, 从这些来看它有一点象 螺旋桨;但是它的直径 比普通螺旋桨小,叶片 数目也多(一般有6-8 叶),叶片又薄又宽, 而且前缘后掠,这些又 有些类似于风扇叶片。
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使用最广泛的燃气涡轮发动机:
• 加力的涡喷发动机 • 加力的涡扇发动机 燃气涡轮发动机的共同特点:
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4、WZ发动机
主要部件:进气道、压气机、燃烧室、动力涡 轮、自由涡轮、尾喷管
特点:通常带有自由涡轮,而其他形式的涡轮 喷气发动机一般没有自由涡轮。
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5 桨扇发动机
螺桨风扇发动机是一种介于涡扇发动机和涡桨 发动机之间的一种发动机形式。它既可看作带除去 外涵道的大涵道比涡扇发动机,又可看作高速先进 螺桨的涡桨发动机,因而兼有前者飞行速度高和后 者耗油率低的优点。目前正处于研究和实验阶段。
桨扇发动机的概念研 究始于70年代中期。80年 代后半期已完成地面和飞 行验证试验,基本达到预 期目标。由于航空公司的 综合经济因素和公众接受 心理等种种原因,桨扇发 动机尚未进入实用阶段。
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桨扇发动机的关键部件是先进高速螺桨,它带有多个宽 弦、薄叶型的后掠桨叶,能在飞行马赫数0.8下保持较高的效 率,见图1-6。
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燃气涡轮发动机的工作循环
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压气机作用:
•用来提高进入发动机内的空气压力,供给发动机工 作时所需要的压缩空气。
航空发动机结构-第四章_压气机
(Blade+Ring=Bling)
3.压气机轮盘结构
❖ 整体叶盘结构 ❖ 减少榫头的漏气量提 高效率
❖ 避免由榫头的磨蚀、 裂纹及锁片的损坏带 来的故障
❖ 要考虑叶片被外物打 伤后的维修问题
❖ 设计中要保证前缘具 有较小振动应力和较 高的抗外物打伤能力
风扇盘结构
4.转子平衡
❖ 静不平衡量:单位:牛顿 * 米
❖ 叶身
叶型:
❖ 亚音、超音
叶尖切速:
❖ 决定叶片的加功量
宽弦:
❖ 提高抗外物打伤能力,减振
2.压气机工作叶片结构
端弯叶片
2.压气机工作叶片结构
❖带凸肩叶片
❖宽弦叶片
2.压气机工作叶片结构
2.压气机工作叶片结构
2.压气机工作叶片结构
❖ 带蜂窝结构
❖ 带波纹片结构
❖RR公司的空心叶片设计
2.压气机工作叶片结构
2.压气机工作叶片结构
❖ 根部 (榫头)
叶片和盘的连接部分并将叶片的离心力均匀加在 盘缘上。
轴向燕尾型--广泛采用于风扇、压气机中。 环形燕尾槽--用于高压后几级中。 榫树型榫头--在压气机中较少使用。
❖ 叶片在轮盘槽内的固定
卡圈、锁片、锁板、销钉
2.压气机工作叶片结构
❖ 根部 (榫头)
❖ 大涵道比风扇及涡轮轴发动机尤为重要
3.防外来物打伤(FOD)
❖ 防止外物打伤的措施:
叶片上加凸台,带冠; 小展弦比叶片 进气锥及增压级气路形状 中介机匣位置 防尘网 粒子分离器
3.防外来物打伤(FOD)
3.防外来物打伤(FOD)
RB211-535E4
GE90
3.防外来物打伤(FOD)
航空发动机结构设计与优化研究
航空发动机结构设计与优化研究航空发动机是飞机重要的动力装置,其性能优化直接影响飞机性能。
发动机结构设计与优化研究是当前航空工程领域的重要课题之一。
本文将介绍航空发动机结构设计与优化的基本原理和方法。
一、航空发动机结构设计航空发动机结构是指发动机内部的各个组成部分,包括压气机、燃烧室、涡轮等。
结构设计的目的是为了保证发动机的高性能和可靠性。
1. 压气机结构设计压气机是航空发动机的核心部件之一,负责将空气压缩到高温状态,为后续的燃烧提供充足的氧气。
压气机结构设计的主要目标是提高压气机的压比和效率,减少气流的失速和剪切现象。
优化压气机结构需要结合复杂的流动分析和结构分析,确定最佳的叶片数目、叶片安装角度、进出口截面积等参数。
2. 燃烧室结构设计燃烧室是将燃料和空气混合后进行燃烧的地方。
燃烧室的结构设计主要目标是提高燃烧效率和减少排放。
燃烧室的形状和尺寸会影响氧化反应和燃烧速率,应选用符合空气动力学原理的形状,并在燃烧室内布置适当的喷嘴,使燃料和空气均匀混合。
3. 涡轮结构设计涡轮是与压气机相连的旋转部件,负责给压气机提供动力,并驱动发动机的转子。
涡轮结构设计的主要目标是提高涡轮的效率和可靠性,减少涡轮的损耗和磨损。
涡轮的形状、材料和轴向布局等参数会影响涡轮的转速和功率,需要进行结构优化。
二、航空发动机优化方法航空发动机的优化可以采用多种方法,包括实验测试、数值模拟和机器学习等。
其中,数值模拟是目前最常用的方法之一,通过计算机模拟发动机内部流体的流动情况,确定最佳的结构参数。
1. 流体力学模拟流体力学模拟是指对发动机内部流体流动的数值计算,通过计算机模拟流动场的状态和各个参数的分布,优化发动机的各个部件。
流体力学模拟需要考虑诸多因素,如内部复杂的流动形态、气体的热力学性质等,需要进行精细而准确的计算。
2. 结构优化设计结构优化设计是指在满足性能和强度等要求的前提下,确定最优的结构尺寸、形状和材料。
结构优化设计需要结合实验测试和数值模拟,选择最佳的优化方案。
航空发动机工作原理
航空发动机工作原理
航空发动机是现代飞机的核心部件之一,它的工作原理基于热力循环和喷气推进的原理。
下面将阐述航空发动机的工作原理,以及其主要组成部分的功能和作用。
航空发动机通过燃烧内燃机燃料,产生高压高温的气体,并将其排出,产生向后的推力,从而使飞机获得动力。
整个过程可以简要地分为以下几个步骤:
1. 压气机:航空发动机的压气机主要负责将空气压缩,以提高进气量和气体压力。
压气机由多级转子叶片组成,通过转子的旋转来增压。
2. 燃烧室:压缩后的空气经过喷油器喷入燃烧室,与燃料混合并点火燃烧。
燃料燃烧产生的高温高压气体通过增大压力和温度来释放更多能量。
3. 高压涡轮:高温高压气体通过高压涡轮,使其转动,驱动压气机和涡轮扇叶。
4. 喷气扇:喷气扇位于发动机前端,是航空发动机产生推力的重要组成部分。
其主要作用是将一部分空气通过扇叶加速排出喷管,产生向后的推力。
同时,喷气扇还能通过副扇气流提供辅助推力。
5. 喷管:喷管是航空发动机的尾部部分,其形状和尺寸对喷气流产生限制和控制,进一步提高推力效率。
通过以上的工作原理,航空发动机能够在短时间内产生大量的推力,使飞机获得前进的动力。
为了提高效率和性能,航空发动机还采用了涡轮增压器、可变导向喷管、燃油喷嘴等辅助装置。
总之,航空发动机的工作原理基于热力循环和喷气推进的原理,通过压缩空气、燃烧燃料、喷出高速气流,产生向后的推力,为飞机提供动力。
第十一讲-航空发动机总体结构(2)
比较上面等式,有
( 压静 )
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第8章
航空发动机总体结构设计
三、发动机的惯性力和惯性力矩
静子机匣上的陀螺力矩:
M
G
J 0 sin
(25)
—发动机转子绕轴线的 转动惯量
—
与
的夹角
G
M
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第8章
航空发动机总体结构设计
W Pj R 2 n W g
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第8章
航空发动机总体结构设计
8.5 发动机的受力分析
气体力 惯性力(旋转件,机动飞行时) 热应力
按性质分为三类:
一、气体力的计算 由组件到整体的计算方法。 (一)进气装置上气体轴向力计算
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第8章
航空发动机总体结构设计
8.5 发动机的受力分析
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即
( 涡静 )
m gc 1um r 1m
(a )
同理,在涡轮转子叶片中,叶片给气流的扭 矩为: M'2 mg ( c2um r2m c1um r1m ) 因出口气流接近轴向,认为 c 2um 0
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第8章
则
航空发动机总体结构设计
M '2 mg c1um r1m M ( 涡 转 )= M '2 mg c1um r1m= M (涡静)
P3
4、盘后端面的气体力
2 4 D3P b
(c)
P4
2 4 D2P c
(d)
单级涡轮转子总的气体轴向力:
航空发动机分类及发动机结构
• 当飞行速度和流动损失一定时,
• 在对流层内, 随着飞行高度的增高, 大气温度下降, 所以冲压比上升;
• 在同温层内, 由于大气温度不再随高度而变化, 这时进气道的冲压比也就不 随高度而变化, 保持常数。
– 当流动损失和飞行马赫数一定时,随着飞行高度的增高, 冲压比保持不 变。
那么直升机涡轴发动机对进气道又 有哪些要求呢?
– 燃气发生器后的燃气可用能全部用来在喷管内继续膨胀, 加速燃气, 提高 燃气的速度, 使燃气以较高的速度喷出, 产生推力。
– 从工作后的温度不同可将发动机分为冷端和热端两部分。进气道,压气机 属于冷端,而燃烧室,涡轮,喷管属于热端。
– 与航空活塞发动机相比: 航空燃气涡轮喷气发动机既是热机又是推进器。 重量轻, 推力大, 推进效率高, • 在很大的飞行速度范围内, 发动机的推力随飞行速度的增加而增加。
• 涡轮风扇发动机 (涡桨)
– 组成:由进气道,风扇,低压压气机,高压压气机,燃烧室,高压涡轮,低压涡轮 和喷管组成
– 工作原理 :
– 内涵:涡扇发动机内路的工作情形与涡喷发动机相同。即流入内涵的空气 通过高速旋转的风扇、低压压气机和高压压气机对空气作功, 压缩空气, 提高空气的压力。高压空气在燃烧室内和燃油混合, 燃烧, 将化学能转变 为热能, 形成高温高压的燃气。高温高压的燃气首先在高压涡轮内膨胀, 推动高压涡轮旋转, 去带动高压压气机,然后在低压涡轮内膨胀,推动低压 涡轮旋转, 去带动低压压气机和风扇, 最后燃气通过喷管排入大气产生反 作用推力。
» 大气温度越高, 则空气的密度越低
» 飞行高度越高, 空气的密度也越低;
–飞行速度越大, 则进入发动机的空气流量也越多;
–压气机转速越高, 进入发动机的空气流多。
航空发动机的种类与结构
Rotary-Radial
• Torque and gyro effect made aircraft difficult to control. • Problems with carburetion, lubrication, and exhaust.
Opposed Or O-type Engines
Types Of Heat Engines
• Rocket • Means of compression: Compression due to combustion • Engine working fluid: Oxidizer/fuel mixture • Propulsive working fluid: Oxidizer/fuel mixture
Engine Requirements
• Durability and Reliability • Durability is the amount of engine life obtained while maintaining the desired reliability. • Reliability and durability are built into the engine by the manufacture.
Engine Requirements
Engine Requirements
• Efficiency • Power and Weight: If the specific weight of an engine is decreased, the performance of the aircraft will increase. • Reciprocating engines produce approximately 1 HP for each pound of weight.
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由于高压与中压转子长度相对较短,因此 均采用2支点支承方案,其中高压转子最短, 故采用1-0-1支承方案;在中压转子中,为缩 短2支点间距离,将3号支点置于中压压气机 之后,形成0-1-1支承方案。
Su-27的心脏А Л -31Ф 发动机
А Л -31Ф ,是由俄罗斯的“留里卡-土 星”航空航天发动机制造公司在1985年研制 的第四代单元体设计、推重比为8的涡轮风扇 发动机。该发动机有很高的可靠性及技术维 护性能。А Л -31Ф 发动机即使在今天,也是 世界上最好的航空发动机之一 。
航空发动机结构
第二讲 几种典型的航空发动机
2.1几种典型的涡喷发动机
涡喷5发动机是典型的第一代涡轮喷气发动 机,主要结构特点是采用离心式压气机和分 管式燃烧室,是歼五,轰五型飞机的动力装 置。具体结构如下:
涡喷6发动机是歼六,强五飞机的动力装 置,涡喷六发动机是第二代涡轮喷气发动机。 主要结构特点是采用单转子轴流式压气机和 环管型燃烧室。
А Л -31Ф 发动机支承简图
АЛ-31Ф发动机转子支承方案,全机共有 六个支点,高压转子为1-0-1支承方案,低压 转子为1-2-1四支点支承方案,低压涡轮转子 与风扇转子间采用了传递扭矩、轴向力的柔 性联轴器,以解决低压转子工作不正常对高 压转子的影响。
2.3 典型的涡轮螺旋桨发动机
涡桨6发动机是单转子涡轮螺旋桨飞机,是 运8飞机的动力装置。由单转子轴流式压气机, 环形燃烧室等组成。结构图如下:Βιβλιοθήκη F119-PW-100 发动机
F119发动机支承方案简图
高压转子采用1-0-1支承方式,即转子的后 支点设在高压涡轮后,且采用了中介轴承, 即该轴承的外环固定在高压转子上,内环固 定在低压转子上。这种布局不仅减少一个承 力框架,而且高压涡轮轴轴径可做得很大, 增加了转子刚性。
三转子发动机——RB199
典型军用涡扇发动机结构
EJ200涡扇发动机用于欧洲联合研制的90 年代战斗机EFA2000,为双转子加力式低涵 道比涡扇发动机,由三级风扇,五级高压压 气机、具有空气雾化喷嘴的环形蒸发燃烧室、 单级高低压涡轮、加力燃烧室和收敛-扩散式 可调喷口组成。整台发动机有5个支点,共用 两个滑油腔室,两个承力框架。
CFM56-3高涵道比发动机属结构紧凑的双 转子轴流式发动机,CFM56-3发动机由单级 风扇加三级增压机(或称低压压气机)、9级 高压压气机、短环形燃烧室、单级高压涡轮 与四级低压涡轮组成。 CFM56-3型发动机的 风扇部分由38片Ti/TAV钛合金做的实心,带 中间凸肩的叶片组成。 CFM56-3型发动机的 结构如下图:
EJ200 发动机结构图
EJ200转子支承方案简图
第四代军用发动机—F119-PW-100
F119-PW-100发动机由3级风扇,6级高压压 气机,带气动喷嘴,浮壁式火焰筒的环形燃 烧室,单级高压涡轮与高压转向相反的单级 低压涡轮(对转涡轮),加力燃烧室与二维 喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心 机、低压涡轮、加力燃烧室、尾喷管和附件 传动机匣等6个单元体,另外还有附件等。
RB199发动机(装备狂风式战斗机)是军用 发动机中唯一采用三转子结构的发动机,由3 级风扇、3级中压压气机、6级高压压气机、 环形蒸发燃烧室、单级高、中压涡轮、2级低 压涡轮、加力燃烧室及可调收扩喷管等组成。 另外还装有反推力装置,以减小着陆时的滑 行距离。
RB199发动机结构图
RB199 三转子发动机支承方案简图
涡喷8发动机是轰六飞机的动力装置,涡喷8
发动机的主要结构形式与涡喷6大体相同,结 构如下图:
2.2 几种典型的涡扇发动机
CFM56-3典型发动机结构
CFM56-3型发动机于1984年取得适航证, 并于1984年11月于波音737-300型飞机上投 入航线营动。目前此系列发动机已发展了4型 号用于波音737-300、-400、-500系飞机上。
CFM56 发动机支承简图
两个转子支承于五个支点上,通过两个承 力框架将轴承负荷外传,是承力构件最少的 发动机。低压转子为0-2-1支承方案,高压转 子为1-0-1支承方案。高压转子后支点为中介 支点,支承在低压涡轮的后轴上,此种支承 方案的主要优点是结构简单,低压轴刚性好, 发动机性能保持好,重量轻,为许多军民用 发动机所采用 。