航空发动机动力装置重点
航空发动机原理知识点精讲
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航空发动机原理知识点精讲航空发动机是现代飞机的关键动力装置,它负责提供足够的推力推动飞机向前飞行。
理解航空发动机的工作原理对于飞行员和工程师而言非常重要,因此本文将对航空发动机的一些关键知识点进行精讲。
一、航空发动机的分类航空发动机主要分为喷气式发动机和涡轮螺旋桨发动机两大类。
1. 喷气式发动机喷气式发动机是目前大多数商用飞机所采用的发动机类型。
它的工作原理是将外界空气经过压缩、燃烧和膨胀等过程,最终喷出高速气流产生反作用力推动飞机前进。
喷气式发动机具有推力大、速度快的优点,适用于中长途航班。
2. 涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机通常被用于小型飞机或者区域航班。
它的工作原理是通过一个螺旋桨传递发动机产生的推力,推动飞机前进。
涡轮螺旋桨发动机的优点是起飞距离短、速度慢,适用于短途运输和起降场地受限的情况。
二、喷气式发动机的工作原理喷气式发动机的工作原理可归纳为以下几个步骤:1. 压缩过程进气口将外界空气引入,经过多级压气机的作用,使空气被压缩到更高的压力和温度。
压缩过程有助于提高燃油的燃烧效率和推力输出。
2. 燃烧过程经过压缩后的空气进入燃烧室,在加入适量的燃油后与火花器产生火花点燃。
燃烧产生的高温高压气体通过喷嘴扩张,转化为高速的喷气流。
3. 膨胀过程高速喷气流通过涡轮,驱动压气机和辅助设备的转动,将剩余的能量转化为推力。
同时,喷气流的能量损失也引起了发动机后部的推力反作用,推动飞机向前运动。
4. 排气过程喷气流经过喷嘴排出,形成尾焰。
排气过程中,喷气流的速度也起到了降低飞机空气阻力的作用。
三、喷气式发动机的关键参数1. 推力推力是衡量发动机性能的重要参数,它指的是发动机向后喷出的气流产生的反作用力。
推力的大小与喷气流量、速度和压力等因素相关。
2. 空气压缩比空气压缩比是指进入发动机后,经过压缩阶段压力增加的比例。
较高的压缩比能提高发动机效率和推力输出。
3. 燃油效率燃油效率是指发动机在单位时间内将燃油转化为推力的能力。
航空发动机及燃气轮机重大专项
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航空发动机及燃气轮机重大专项摘要:航空发动机及燃气轮机重大专项是中国政府重点支持和推动的项目之一。
本文将介绍该重大专项的背景、目标、重点研究内容以及取得的成果和影响。
1. 背景航空产业作为现代经济的重要组成部分,在国家经济和国防建设中具有重要地位。
航空发动机及燃气轮机是航空器的核心动力装置,对飞行安全和性能具有至关重要的影响。
然而,在过去的几十年中,中国的航空发动机产业一直依赖进口,自主研发和生产能力较弱。
为了解决这一问题,中国政府决定启动航空发动机及燃气轮机重大专项,加强自主研发和生产能力,提高航空发动机的技术水平和国际竞争力。
2. 目标航空发动机及燃气轮机重大专项的主要目标是实现在航空发动机研发和生产领域的自主创新能力,提高航空发动机的技术水平和品质,减少对进口的依赖。
具体目标包括:- 提高航空发动机整机性能水平,满足不同类型航空器的需求;- 突破关键技术,提高航空发动机关键零部件的设计、制造和维修能力;- 增强航空发动机的环境适应能力,满足不同气候和环境条件下的使用需求;- 提升航空发动机的燃油经济性能,降低运营成本;- 加强航空发动机的可靠性和维修性,提高使用寿命和可维护性;- 增强航空发动机的环境友好性,降低排放物的释放。
3. 重点研究内容为了实现上述目标,航空发动机及燃气轮机重大专项将重点研究以下内容:- 先进材料技术:开发和应用高温合金、复合材料等先进材料,提高发动机的温度和压力承载能力。
- 先进设计与制造技术:开展先进的发动机设计与制造研究,提高发动机的整体效能和可靠性。
- 先进涡轮机技术:开展高效、轻量化、高温材料应用的涡轮机研究,提高发动机的经济性能和环境适应能力。
- 先进燃烧技术:开发和应用低排放、高效率的燃烧技术,提高发动机的燃烧效率和环保性能。
- 先进监测与维修技术:研究先进的发动机监测与维修技术,提高发动机的可靠性和寿命。
4. 成果和影响航空发动机及燃气轮机重大专项自启动以来取得了显著的成果。
《航空发动机》知识点总结
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1. 理想气体的定义是:分子本身只有质量而不占有体积,分子间不存在吸引力的气体。
2. 理想气体的状态方程式:pv = RT ,R 为气体常数3. 热力学第一定律的解析式 dp = du + pdv ,u 为空气内能,pv 为位能4. 热力发动机是一种连续不断地把热能转换为机械能的动力装置。
5.⎧⎧⎨⎪⎩⎪⎪⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎧⎫⎪⎪⎪⎧⎨⎪⎪⎪−⎨⎬⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎭⎪⎩⎨⎪⎧⎪⎧⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩⎩⎩固体燃料火箭发动机火箭发动机液体燃料火箭发动机二行程 直列式活塞式吸气式四行程对列式增压式星型发动机冲压式航空发动机冲压式(无压气机) 脉动冲压式涡喷 空气喷气式涡扇 涡轮式(有压气机)涡轴 涡桨 6. 发动机的推力与每秒钟流过发动机的空气质量流量之比,叫做发动机的单位推力。
F s = F / q m7. 产生一牛(或十牛)推力每小时所消耗的燃油量,称为单位燃油消耗率。
sfc= 3600q mf / F8. 单转子涡喷发动机的站位规定及相应气流参数有:0站位:发动机的远前方,那里的气流参数为*0*00,,,,T p V T p o ;1站位:进气道的出口,压气机的进口,气流参数为*1*1111,,,,T p V T p ;2站位:压气机的出口,燃烧室的进口,气流参数为 *2*2222,,,,T p V T p ;3站位:燃烧室的出口,涡轮的进口,气流参数为*3*3333,,,,T p V T p ;4站位:涡轮的出口,喷管的进口,气流参数为*4*4444,,,,T p V T p ;5站位:喷管的出口,气流参数为*5*5555,,,,T p V T p ;---------------------------------------------------------------------9. 进气道对发动机性能的影响主要体现在:一,气流经过进气道的总压恢复系数影响流经发动机的空气流量,还影响循环的热效率;二,进气道本身的工作稳定性和出口气流流场是否均匀,前者会直接影响发动机的正常工作,后者会引起压气机效率下降甚至喘振;三,进气道对有效推力的影响,还包括1.超音速飞行时会有附加阻力2.进气道唇口的存在使外流急剧加速,可能引起气流分离或形成超音速区,使得外阻明显增加。
航空发动机主要部件介绍
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航空发动机主要部件介绍航空发动机是飞机的核心动力装置,它由许多主要部件组成。
这些部件的设计和功能各不相同,但它们协同工作,确保发动机正常运行,为飞机提供足够的推力。
在本文中,我们将介绍航空发动机的一些重要部件。
1. 压气机:压气机是航空发动机的关键组件之一。
它负责将大气中的空气压缩,以提高空气的密度和压力。
压缩后的空气将被送入燃烧室,与燃料混合并燃烧,产生高温高压的气体流。
2. 燃烧室:燃烧室是将燃料与压缩空气混合并点燃的地方。
在燃烧过程中,燃料释放的能量被转化为高温高压的气体,推动涡轮旋转,进一步增加压缩空气的温度和压力。
3. 涡轮:涡轮是发动机中的关键部件之一,由高温高压气体流推动旋转。
涡轮通常由压气机和涡轮机组成,它们通过一根轴相连。
压气机的旋转使空气被压缩和推送,而涡轮机则从高温高压气体中获得能量,推动压气机的旋转。
4. 推力装置:推力装置是将发动机产生的推力传递给飞机的装置。
在喷气式发动机中,推力装置通常是喷嘴。
高温高压的气体通过喷嘴喷出,产生反作用力,推动飞机向前飞行。
在螺旋桨发动机中,推力装置是螺旋桨,它通过旋转产生推力。
5. 空气滤清器:空气滤清器用于过滤进入发动机的空气,以防止杂质和颗粒物进入发动机内部。
这些杂质和颗粒物可能会损坏发动机的关键部件,影响发动机性能和寿命。
因此,空气滤清器对于发动机的正常运行非常重要。
6. 润滑系统:润滑系统用于减少发动机内部摩擦和磨损,确保发动机各部件的正常运转。
润滑系统通过向关键部件提供润滑油来形成润滑膜,减少摩擦和磨损。
这有助于延长发动机的使用寿命并提高其效率。
7. 点火系统:点火系统用于点燃燃料和空气混合物,开始燃烧过程。
它通常由点火塞和点火线组成。
点火塞通过产生电火花,在燃烧室内点燃燃料和空气混合物。
点火系统的可靠性对于发动机的正常运行至关重要。
8. 冷却系统:冷却系统用于冷却发动机的关键部件,如涡轮和燃烧室。
高温会导致这些部件的损坏,因此冷却系统通过循环冷却液体或空气来控制温度。
飞行器动力工程知识点总结
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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。
航空动力装置的基础知识
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故障诊断与排除
故障识别
通过监测发动机性能参数、振动、声音等,及时发现 潜在故障并进行初步判断。
故障排除
根据故障识别结果,采取相应的措施进行故障排除, 如更换损坏部件、调整参数等。
寿命与大修计划
寿命评估
根据发动机的工作环境和运行状况,评估发动机的使 用寿命,制定合理的更换和维修计划。
大修计划
根据发动机的维修记录和性能状况,制定大修计划,包 括主要零部件的更换、全面检查和性能测试等。
06
航空发动机在飞机上的 应用
固定翼飞机发动机
固定翼飞机发动机是安装在固定翼飞 机上,为其提供飞行动力的装置。
固定翼飞机发动机需要具备高推力、 低油耗和可靠性等特性,以确保飞行 的安全和效率。
这类发动机通常采用涡轮喷气发动机、 涡轮风扇发动机或活塞发动机等类型, 根据飞机的飞行速度、高度和载重需 求进行选择。
这类发动机通常采用活塞发动机、电动机或燃料电池等类型,根据无人机的任务需 求和轻型飞机的飞行需求进行选择。
无人机与轻型飞机发动机需要具备低成本、高效率和可靠性等特性,以确保无人机 和轻型飞机的安全和性能。
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涡轮螺旋桨发动机
总结词
通过涡轮驱动螺旋桨来产生推力,具有较高的燃油效率和较低的噪音。
详细描述
涡轮螺旋桨发动机适合低速飞行和短途飞行,但结构复杂,维护成本较高。
火箭发动机
总结词
通过燃烧燃料和氧化剂来产生推力,不需要外界空气。
详细描述
火箭发动机结构简单,推力大,但燃料消耗量大,效率低,适用于航天器和导弹等应用。
尾喷管与排气系统
尾喷管
排气系统
尾喷管是航空发动机中的排气系统,它负责 将涡轮出口的高温高压燃气导向尾部并喷出。 尾喷管的设计必须能够减小阻力和噪音,同 时保证燃气能够均匀地喷出。
第六章 飞行器动力装置
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第六章 飞行器动力装置
发动机安装布局
螺旋桨推进飞机的发动机一般安装位置 ➢ 螺旋桨推进飞机的发动机,一般装在机身前段和机翼上的发动短舱之内。 ➢ 单发动机的活塞式飞机的发动机都装在机头部分。 ➢ 多发动机的螺旋桨飞机的发动机都对称地装在两翼上,这样既改善了驾驶舱的视野, 又使两边螺旋桨产生的反作用扭矩平衡。
第六章 飞行器动力装置
螺旋桨基本工作原理
➢ 桨叶迎角:桨叶弦线和相对气流速度的夹角。 ➢ 桨叶角:桨叶剖面的弦线与螺旋桨旋转平面的夹角 ➢ 桨距:螺旋桨旋转一周桨上点向前移动的距离。
第六章 飞行器动力装置
螺旋桨基本工作原理
变距螺旋桨,就是桨叶角可改变的螺旋桨。 ➢ 对于飞行速度较低的小型飞机,由于速度变化范围不大,一般采用定距螺旋桨。 ➢ 对于速度较高的大中型螺旋桨飞机,采用变距螺旋桨能够使飞机的效率大为提高。 ➢ 顺桨:当不需要螺旋桨产生拉力时(降落或发动机失效),为减少阻力可以使桨叶 角调到90 度附近,这时的阻力最小。 ➢ 逆桨:桨叶角变为负值,使螺旋桨产生反方向的拉力,阻止飞机前进,以利于缩短 着陆距离。
合气体时所产生的更大的动力输出。 ➢ 做功行程:当油气混合物被点燃的时候,这导致气缸内部压力极大增加并迫使活塞离开气缸头向下
运动,从而产生了推动曲轴转动的动力。 ➢ 排气行程:当排气阀门打开的时候排气行程开始,此时活塞开始再次的向气缸头运动,用来排除气
缸内的废气。
第六章 飞行器动力装置
螺旋桨基本工作原理
第六章 飞行器动力装置
燃气涡轮发动机
Байду номын сангаас 涡轮轴发动机
➢ 在直升机和其它工业应用上需要一种只输出轴功率而不需要喷气动力的涡轮发动机。 ➢ 涡轮轴发动机都采用两套涡轮,一套带动压气机,而另一套则是专门输出功率的自
航空活塞动力装置
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航空活塞动力装置(考试知识点)绪论发动机是一种将某种能量转换成机械功的动力装置。
热力发动机是将燃料的热能转换成机械功的动力装置。
航空发动机分为两大类型:航空活塞发动机和航空喷气发动机。
航空活塞发动机具有低速经济性好,工作稳定性好的优点;但也存在着重量功率比大,高空性能速度性能差的缺点。
喷气发动机具有重量轻,推力大,高空性能、速度性能好的优点;但也存在着经济性较差的缺点。
航空活塞发动机应满足下列基本性能要求:1. 发动机重量功率比小2. 发动机燃油消耗率低3. 发动机尺寸要小4. 发动机可靠性要好5. 发动机的使用寿命要长6. 发动机要便于维护第一章 航空动力装置的基础知识第一节 气体、气流的基础知识分子本身只有质量而不占有体积,分子间不存在吸引的气体叫理想气体。
气体的比容的定义是:单位质量的气体所占有的容积,以符号ν表示。
m V =ν 华氏温度与摄氏温度的换算关系为)32(95,3259F -=+=F t t热力学温度与摄氏温度的换算关系为:T=t+273按一定的过程将气流阻滞到速度为零时的气流的参数叫做滞止参数。
对于亚音速气流(M<1),当流过收敛型管道时,随着截面积A 的减小,流速C 升高,同时伴随压力、温度降低;当流过扩散型管道时,截面积A 增大,流速C 减小,同时伴随压力、温度升高。
对于亚音速气流(M>1),当流过收敛型管道时,随着截面积A 的减小,流速C 也减小,同时伴随压力、温度升高;当流过扩散型管道时,截面积A 增大,流速C 升高,同时伴随压力、温度降低。
第二节 燃烧的基础知识航空发动机目前都采用航空汽油和航空煤油作为燃料,用空气作为氧化剂。
余气系数就是混合气中实际空气量与理论空气量的比值,用α表示,即理实L L =α 油气比是混合气中燃料的质量与空气质量的比值,用C 表示,即:空气燃油m m =C1kg燃料完全燃烧后,将燃烧产物冷却到起始温度,所放出的热量,叫做燃料的热值,单位为千焦耳/千克燃料。
航空发动机的原理与性能分析
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航空发动机的原理与性能分析一、航空发动机简介航空发动机是现代民用和军用飞机的核心动力装置,它的性能直接关系到飞机的飞行效率和安全性。
基本的航空发动机结构由压气机、燃烧室、涡轮和喷气管等组成。
航空发动机性能分析的核心是确定其推力、燃油效率和维护成本等指标。
下面将分别从发动机工作原理和性能特点两个方面对航空发动机进行分析。
二、航空发动机工作原理航空发动机的工作原理是将喷口高速喷出的空气与燃料混合后,点火燃烧,产生高温的燃气,通过涡轮马达驱动压气机进一步压缩空气,形成高速、高温喷出的喷气流,推动飞机前进。
具体来说,航空发动机的工作流程可以分为以下几个阶段:1.压气机阶段:将空气由压气机压缩多次,增加其密度,提高进入燃烧室的空气温度和压力。
2.燃烧室阶段:在燃烧室内喷入燃油,燃烧后的高温高压燃气膨胀推动喷气流发生器转动,并在转轮上输出动力。
3.涡轮阶段:利用涡轮将燃气高速喷出,进一步驱动压气机,形成闭合的运转过程。
4.喷气流阶段:燃烧后的高速、高温燃气通过喷气管,在喷管一端形成高速、高温的喷气流,从而推动飞机进行飞行。
以上流程是航空发动机原理的基本过程,通过不断的循环完成对飞机的驱动推进。
三、航空发动机性能特点在了解了航空发动机工作原理的基础上,下面进一步来分析其性能特点。
1.推力:指发动机输出的推力大小,即使得飞机向前推进的力量。
影响因素包括发动机旋转速度、进气口面积、涡轮尺寸等。
在飞机设计和选型期间,需要根据飞行任务和飞机结构分析,选择推力最适合的发动机。
2.燃油效率:指发动机单位时间内消耗的燃油量所提供的推力比例。
高效的航空发动机可以使飞机的续航时间更长,减少航空燃料消耗,降低空气污染。
3.维护成本:因为航空发动机是复杂的机械装置,一旦发生故障的修理维护成本将十分高昂。
航空发动机的可靠性、寿命和维护成本是工程设计的重要内容之一。
4.噪音和振动:航空发动机的噪音和振动对于飞机驾驶员和乘客的健康和安全也有很较大的影响。
世界航空发动机手册
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世界航空发动机手册一、航空发动机概述1.定义与作用航空发动机,又称航空动力装置,是飞机的心脏,为飞机提供所需的推力。
它将燃料的化学能通过燃烧转化为高温高压气体的动能,进而推动涡轮旋转,最终输出推力。
2.分类与发展历程航空发动机按照用途可分为涡喷发动机、涡扇发动机、涡轮螺旋桨发动机等。
随着科技的进步,航空发动机不断更新换代,性能不断提高,燃油消耗降低,环保性更强。
二、航空发动机的主要部件与工作原理1.进气道进气道负责将空气引入发动机,其设计要考虑到气流的速度、压力和流向,以满足压气机对气流的要求。
2.压气机压气机负责提高空气的密度,通过级间压缩,将高速气流转化为高压气流。
压气机的性能直接影响到发动机的推力。
3.燃烧室燃烧室将燃料与空气混合并点燃,产生高温高压气体。
燃烧室的設計要保证燃料的充分燃烧,减少排放污染。
4.涡轮涡轮旋转并将高温高压气体的动能转化为机械能,推动压气机和喷口。
涡轮的寿命和可靠性对发动机的整体性能至关重要。
5.喷口喷口将高温高压气体排放到空气中,产生推力。
喷口的设计要考虑到气流的扩散角度、速度分布等因素,以提高推力性能。
三、航空发动机的性能指标与评价1.推力与功率推力是航空发动机最基本的性能指标,决定了飞机的飞行速度和载荷能力。
功率则是发动机产生推力的能力,与燃油消耗和效率密切相关。
2.燃油消耗与效率燃油消耗直接影响到飞机的续航能力和运营成本。
发动机的效率是指输出功率与输入燃油能量之间的比值,越高表示发动机的能量利用越充分。
3.寿命与可靠性航空发动机要在高温、高压、高速等极端环境下工作,因此寿命和可靠性至关重要。
长寿命、高可靠性的发动机有助于降低维修成本和确保飞行安全。
四、世界航空发动机产业现状与趋势1.主要制造商与竞争格局世界航空发动机市场主要由美国通用电气(GE)、普拉特·惠特尼(P&W)、英国罗罗(Rolls-Royce)和法国赛峰(Safran)等制造商主导。
航空活塞动力装置知识点整理
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航空活塞动力装置知识点整理资料全是所需知道的内容,不分重点绪论发动机定义:发动机是一种将某种能量转化成机械功的动力装置。
(属于热机)航空发动机分为航空活塞发动机和航空喷气发动机航空活塞发动机是由气缸内燃料放出的热能通过曲轴输出扭矩,带动螺旋桨转动,产生推力。
优点:低速经济性好,工作稳定性好。
缺点:重量功率比大,高空性能、速度性能差。
航空喷气发动机是将燃料在燃烧室内连续燃烧释放出的热能转换成气体动能,从发动机高速喷出,产生推进力的动力装置。
优点:重量轻,推力大,高空性能、速度性能好。
缺点:经济性较差。
飞机对航空活塞发动机的基本性能要求:1.发动机重量功率比小2.发动机燃油消耗率低3.发动机尺寸要小4.发动机可靠性要好(空中停车率小于0.01/1000h)5.发动机使用寿命要长6.发动机要便于维护第一章航空动力装置的基础知识热机定义:将热能转化为机械能的机器。
工质:热机工作时,必须以某种物质为媒介,才能将热能转换成机械能,完成这种能量转换的媒介物叫工质。
理想气体:分子本身只有质量而不占有体积,分子间不存在吸引力的气体叫理想气体。
气体的比容的定义:单位质量的气体所占有的容积。
气体比容是描述气体分子疏密程度的物理量。
温度:确定一个系统与其他系统是否处于热平衡的共同特性定义。
气体温度描述了气体的冷热程度,是分子热运动平均移动动能的度量。
气体的压力是垂直作用在壁面单位面积上的力。
百帕(hPa):1hPa=100Pa=1mbar(1bar=10^5Pa)千帕(kPa):1kPa=1000Pa工程大气压(at):1at=1kgf/cm^2=98066.5Pa 工程大气压广泛用在液体压力的测量仪表中,发动机滑油、燃油压力常用此单位。
标准大气压(atm):温度为15摄氏度时,海平面上空气的平均压力,1atm=1.033atPSI:1PSI=11bf/in^2=0.07kgf/cm^2=6894.8Pa;1kgf/cm^2=14.3PSIPSI用于美、英制发动机中毫米(或英寸)汞柱:1标准大气压=760毫米汞柱(29.92英寸汞柱)=1013hPa气体的热力过程:等容过程、等压过程、等温过程和绝热过程(P9图1.5)气体状态方程:pv=RT在绝热条件下:气体压力和比容满足pv^k=常数K是气体绝热指数。
航空发动机的工作原理
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航空发动机的工作原理
航空发动机是飞机的动力装置,它的工作原理可以大致分为以下几个部分:
1. 压缩空气:航空发动机通过高速旋转的压气机将外部空气吸入并压缩,增加空气的密度和压力。
2. 燃烧燃料:在压缩空气中注入适量的燃料,形成可燃混合物。
这个过程由燃烧室中的喷嘴和点火系统来完成。
3. 燃烧并膨胀:点燃可燃混合物后,燃料燃烧产生高温高压的燃气,使燃气在燃烧室内膨胀。
这一过程释放出大量的热能,推动航空发动机的转子运转。
4. 排放废气:燃料燃烧后产生的废气通过喷嘴排出。
这些废气中含有大量的热能,可以通过喷口喷出,产生推力。
5. 引擎运转稳定:航空发动机通过一系列复杂的系统来调节燃料供应、进气量等参数,保证发动机能够稳定运转,并根据需要提供足够的推力。
总的来说,航空发动机的工作原理主要是通过压缩空气、燃烧燃料、膨胀释能以及排放废气这一连续循环过程来不断产生推力,驱动飞机进行运动。
它的设计和运行技术高度复杂,需要精准的控制和维护,以确保飞机的安全和稳定性。
航空发动机原理与构造知识点总结
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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。
航空发动机原理知识点精讲
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航发原理1、燃气涡轮发动机工作原理1.1、航空发动机概述活塞、涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、桨扇,短距离垂直起降动力装置。
1.2、燃气涡轮发动机的工作原理空气连续不断地被吸入压气机,并在其中压缩增压后,进入燃烧室中喷油燃烧成为高温高压燃气,再进入涡轮中膨胀做功。
燃烧的膨胀功必然大于空气在压气机中被压缩所需要的压缩功,使得有部分富余功可以被利用。
燃气涡轮发动机的膨胀功可以分为两部分:一部分膨胀功通过传动轴传给压气机,用以压缩吸入燃气涡轮发动机的空气;另一部分膨胀功则对外输出,作为飞机、舰船、车辆或发电机等的动力装置。
1.3、喷气发动机热力循环(P123)涡喷发动机的理想循环:(p-v 、压力-比体积)等熵压缩:进气道、压气机(0、2、3,特征截面)等压加热:燃烧室(3、4)等熵膨胀:涡轮、喷管(4、5、9)等压放热:大气环境(9、0)(P125)理想循环功L id =q 1−q 2=C p (T t4−T t3)−C p (T 9−T 0)=C p T 0(e −1)(∆e −1)T t4T 0=∆ 加热比 (P t3P 0)k−1k =e P t3P 0=π 总增压比 加热比增加,理想循环功增加。
总增压比为1,理想循环功为0;总增压比为最大,理想循环功为0;存在使理想循环功最大的最佳增压比πopt 。
从物理意义分析,影响理想循环功L id 的是加热量q 1和热效率两个因素。
当π从1.0开始增加时,热效率急剧增加,使L id 增加,一直达到其最大值;此后π继续增加则q 1的减小起了主导作用,使L id 下降。
e opt =√∆πopt =∆k2(k−1)L id =C p T 0(√∆−1)2ηti =1−1πk−1k 只与总增压比有关对应于有效功最大值的最佳增压比πopt 远小于对应于最大热效率的增压比πopt ′。
1.4、喷气发动机的推力(P13)F eff =F −X d −X p −X fX d :进气道附加阻力X p :短舱压差阻力X f:摩擦阻力F=W9c9+(p9−p0)A9−W a c0 1.5、涡喷发动机的总效率、热效率及推进效率η0=ηtηpηp=21+c9c0=推进功循环有效功遗留在空中的动能损失,称为离速损失,排气速度和飞行速度差别越大,动能损失越多。
民航一建基础知识点总结
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民航一建基础知识点总结民航一建考试是航空工程技术专业本科毕业生必须参加的考试之一。
它包含了广泛的航空基础知识,从空气动力学到航空电子,从机械制造到航空法规,考察考生对于民航工程领域的全面了解和应用能力。
本文将对民航一建考试中的一些基础知识点进行总结。
一、航天航空历史与发展航空工程是一个发展历史悠久的学科领域。
从莱特兄弟的飞机首次成功飞行到如今的太空探索,航空技术一直在不断演进和改进。
在这一部分考试中,考生需要了解各种飞行器的历史背景、原理和技术发展。
例如,飞机的气动力学基础、喷气推进原理、飞机翼型的分类和应用等。
二、飞行器总体设计飞行器的总体设计是一个关键环节,它涉及到飞机的外形设计、重量平衡、结构布局以及各种系统的安装和布置等。
在考试中,考生需要了解飞行器总体设计的基本原则和方法,以及各个部件之间的相互关系和影响。
三、航空材料与结构航空工程中使用的材料和结构必须具备高强度、轻量化、防腐蚀和抗疲劳等特点。
本部分考试内容包括各类航空材料的特性、应用范围以及加工和成型方法。
此外,考生还需了解飞机结构设计的基本原理、安全因素和结构强度的计算方法。
四、航空动力装置航空动力装置包括发动机和推进系统。
本部分考试内容将对各类航空发动机的工作原理、构造特点以及性能参数进行详细介绍。
同时,还需了解涡轮增压器的工作原理、推力控制系统的原理、燃油供应和消耗等。
五、民用航空电子技术航空电子技术是民航一建考试中的重点部分。
考生需要了解飞行仪表的基本原理和使用方法,导航设备的分类和工作原理,雷达和应答机的工作原理等。
此外,还需了解航空电子设备的检修和故障处理方法。
六、民航维修管理民航维修管理是确保飞机安全运行的重要环节。
在考试中,考生需要熟悉国内外民航维修管理的法规规定和标准。
此外,还需了解航空器维修和修理的基本原理、方法和技术要求,以及维修记录和维修质量控制等内容。
总结起来,民航一建考试涵盖了航空工程领域的广泛知识,考察考生对民航工程的全面理解和应用能力。
飞机的动力装置
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飞机的动力装置3.3.1 概述为航空器提供动力,推动航空器前进的装置,称为航空动力装置,也称航空推进系统。
它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、点火系统、启动系统和防火系统等。
航空推进系统是利用反作用原理为航空器提供推力的。
根据牛顿第三定律,航空推进系统驱使一种工质(工作介质)沿飞行相反方向加速流动,工质就在航空器上施加一个反作用力。
推动航空器前进的这个反作用力就是推力,其大小等于工质质量与工质在推进系统内加速度的乘积。
发动机是飞行器的动力源,它的性能对飞行器性能有极重要的影响。
人们常形象地称之为飞行器的心脏。
与航空器的发展史一样,航空发动机也经历了百余年的发展。
1885年,美国人莱特兄弟在技师泰勒的帮助下,设计制造了一台活塞式汽油发动机,1903年将这种发动机和螺旋桨装于莱特兄弟制造的一架双翼飞机,完成了人类历史上的首次有动力的飞行,开创了飞行的新纪元。
从二十世纪初到二十世纪四十年代中期,所有带动力的飞行器都毫无例外的以活塞式发动机/螺旋桨为动力装置。
飞行速度乘推力即是发动机需要提供的推进功率。
如果不考虑由螺旋桨轴功率转变为推进功率过程的损失,则发动机的输出功率就等于推进功率。
1943年左右,活塞式发动机已发展到很高的水平,单台发动机的功率可达2800kW,,耗油率近似为0.3kg/(kW.h),功率与发动机质量的比值等于1.0~1.4kW/kg,1935年,德国人汉斯 • 冯 • 奥海因 (Hans von Ohain) 博士开始世界上第一台离心式喷气发动机 HeS-3A 的设计,于1936年完成研制。
该发动机的发展型 HeS-3B 由海特尔 • 昆特 (Hertel Günter) 博士完成,推力约400daN ,装于首架喷气式飞机亨克尔He-178 上,1939年8月27日完成首飞,使飞机的飞行速度达到700 km/h 。
1942 年,另一位德国人海尔伯特 • 瓦格纳 (Herbert Wagner) 教授完成了世界上第一台轴流燃气涡轮发动机的研制。
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发动机燃油和控制系统有三个分系统:
燃油分配包括,燃油泵组件、IDG滑油冷却器、伺服燃油加温器
燃油控制包括,飞机接口、传感器、EEC、HMU
燃油指示包括,燃油流率、耗费的燃油、HPSOV、油滤旁通灯
总压有效条件
从两个ADIRU来的总压和静压信号在极限内,总压信号一致,至少一个总压传感器的空速管传感器与加温是接通的,空速管传感器加温关且飞机是在地面上和TRA小于53
软备用方式确保发动机推力在总压数值无效时不会有大的变化,这时如果外界空气温度变化,发动机推力可能小于正常或者发生发动机超限。
这是因为EEC使用TA T,标准大气压和从标准大气压的空气温度增量的最后有效值估算马赫数。
在正常方式下,空气静温从空气总温和MA计算,软备用方式没有可用的马赫数,EEC使用标准大气温度的空气温度增量的最后有效值。
只有外界空气温度相同,这个估算值才是有效的。
在较大的推力水平时,EEC从软备用改变到应备用能有非指令的大的推力的改变,此时EEC 不会自动的转变备用方式。
硬备用时,EEC使用静压获得假定马赫数,为了保证任何情况下飞机都有充足的推力,EEC假定的外界的大气温度具有最大的推力要求。
在高温条件下,大的最大推力额定值超限是有可能的,能够造成排气温度超限。
发动机空气系统控制
涡轮间隙控制和压气机气流控制。
TCC是指调解在HPT和LPT的叶片和外壳的间隙,通常发动机空气系统减小转子与涡轮机匣的间隙,这有助于减少燃油消耗。
在一些功率下空气也增加在高压涡轮叶片和外壳的间隙,确保HPT叶尖部没擦机匣。
压气机气流控制是指调节LPC和HPC对所有功率的气流,防止发动机失速。
HPTACC的五个工作方式
无空气作动筒完全缩入,HPC的4和9级或们都关闭,这是发动机停车时的作动筒位置且是失效保险位置。
如果EEC或HMU有故障,EEC指令HPTACC活门在此位置。
此时HPT 叶尖间隙最大
低流量第9级作动筒至8%伸长,第9级活门让低流量的第9级空气流至HPT护罩机匣,第4级蝶形活门全关,少量地冷却护罩支架
高流量第9级作动筒至37%伸长,第9级活门让全开,第4级蝶形活门全关,较多地冷却护罩支架
混合在38%-99%之间计算作动筒位置,这调定第9级和第4级空气比率至精确地调节HPT 间隙,更多得冷却护罩支架
全第4级作动筒全部伸长,第9级活门全关,第4级全开,提供最小HPT间隙的最大护罩支架冷却
TBV控制流入一级LPT导向器的HPC第9级的空气量,在发动机启动期间和发动机加速期间增加HPC喘振裕度。
EEC使用N2和T25计算N2校正转速。
启动过程中TBV打开。
N2校正转速达到慢车时TBV关闭;在发动机加速过程中,N2校正转速在慢车转速与76%之间TBV打开;当N2校正转速在76%至80%取决于T25时TBV关闭;当N2校正转速大于80%时TBV关闭。