航空发动机原理

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航空发动机原理与构造

航空发动机原理与构造

航空发动机原理与构造航空发动机作为现代飞机的核心动力装置,扮演着至关重要的角色。

本文将介绍航空发动机的原理与构造,从热力循环到关键部件,为读者全面解读航空发动机的工作原理和组成结构。

一、航空发动机的热力循环航空发动机的热力循环是指在发动机内部由空气和燃料组成的混合气体经过一系列热力学过程的循环。

常见的热力循环包括Otto循环、Diesel循环和Brayton循环。

航空发动机一般采用的是Brayton循环,也称为常压循环。

Brayton循环的基本原理是:空气经过压缩过程提高压力,然后加燃料燃烧产生高温高压气体,进一步通过膨胀过程输出功,最后经过排气过程将废气排出。

整个循环过程中,航空发动机通过压缩、燃烧和膨胀等过程将燃料的化学能转化为动力能,推动飞机前进。

二、航空发动机的构造航空发动机由许多关键部件组成,每个部件都承担着特定的功能,共同构成了一个高效、可靠的动力系统。

下面将重点介绍几个常见的航空发动机部件。

1. 压气机(Compressor)压气机是航空发动机中的核心部件之一,其主要功能是将来自进气口的气流压缩,提高气压和密度。

航空发动机一般采用多级压气机,每级都由叶轮和定子组成,并通过不断旋转的叶轮将空气压缩,使其具备足够的压力进入燃烧室。

2. 燃烧室(Combustor)燃烧室是航空发动机中完成燃烧过程的部件。

它是一个密封的空间,将压缩机提供的高压空气与燃料充分混合并点燃,产生高温高压的燃烧气体。

燃烧室内的燃烧需要考虑燃料和空气的适当比例,以及高效的燃烧稳定性。

3. 涡轮(Turbine)涡轮是将燃烧室中产生的高温高压气体释放能量的关键部件。

航空发动机中常见的涡轮有高压涡轮和低压涡轮。

高压涡轮由高压工作介质驱动,通过轴向和径向叶片将气体能量转化为轴功。

低压涡轮则从废气中提取能量,驱动压气机。

4. 推力增加装置(Thrust Reverser)推力增加装置用于改变航空发动机排出气流的方向,将气流向后推进,产生反向推力。

航空发动机原理

航空发动机原理

航空发动机主要有三种类型:活塞式航空发动机,燃气涡轮发动机和冲压发动机。

航空发动机的发展经历了活塞发动机,喷气时代的活塞发动机,燃气涡轮发动机,涡轮喷气发动机/涡轮风扇发动机,涡轮螺旋桨发动机/涡轮轴发动机。

本文主要利用动态图来说明航空发动机的工作原理。

星型活塞发动机的原理与汽车发动机的原理相同。

燃料在汽缸中爆炸并燃烧以推动活塞工作,但汽缸装置为星形。

汽车上的活塞发动机通常以V或w的形式布置。

活塞式航空发动机由于效率低,噪音大,燃油消耗大而已基本取消。

涡轮喷气发动机是涡轮发动机的一种。

取决于气流产生推力。

它通常用于为高速飞机提供动力,但其燃油消耗高于涡轮风扇发动机。

著名的MiG-25和SR-71黑鸟侦察机均配备了涡轮喷气发动机,其最大速度可突破3马赫。

由于油耗高,逐渐被涡轮风扇发动机取代。

涡轮喷气发动机的本质类似于带有减速器和外部螺旋桨的涡轮喷气发动机。

涡轮螺旋桨发动机的推力主要由螺旋桨产生,而喷气机产生的推力很小,仅为螺旋桨的十分之一。

涡轮螺旋桨发动机的优点是速度低,效率高,适用于运输机,海上巡逻机等。

由于螺旋桨旋转的面积较大,因此在高速飞行时会有很多阻力,因此涡轮螺旋桨发动机不适合高速飞行。

涡轮风扇发动机是从涡轮喷气发动机发展而来的。

与涡轮喷气发动机相比,涡轮风扇发动机的主要特点是第一级压缩机的面积要大得多。

目前,大多数先进的飞机都使用涡扇发动机。

涡扇发动机相当于涡轮螺旋桨发动机和涡轮喷气发动机性能的折衷产品,适用于以400-1000 km / h的速度飞行。

优点:高推力,高推进效率,低噪音,低油耗,飞行距离长。

缺点:风扇直径大,迎风面大,阻力大,发动机结构复杂,设计困难。

螺旋桨式风扇发动机不仅可以被视为具有先进高速螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机,而且除了外部管道外,还可以被视为超高旁通比涡轮风扇发动机。

它具有涡轮螺旋桨发动机低油耗率和涡轮风扇发动机高飞行速度的优点。

实验中的Ge36显示出非常低的燃料消耗,但是由于噪音,它并未在任何飞机上使用。

飞机的发动机的原理

飞机的发动机的原理

飞机的发动机的原理飞机的发动机是飞机能够实现飞行的关键部件。

它的作用是将燃料燃烧产生的能量转化为动力,推动飞机前进。

飞机的发动机原理可以简单归纳为以下几个方面:1. 燃料供应:发动机需要燃料来进行燃烧。

常见的飞机燃料包括煤油、喷气燃料和航空汽油。

燃料经过管道输送到燃烧室。

2. 压缩空气:发动机内部的压缩机将大量空气压缩成高压空气。

这样可以提高燃料的燃烧效率,增加推力。

3. 燃烧过程:在燃烧室中,将燃料喷入高压空气中,经过点火点燃。

燃烧产生的高温高压气体会向外膨胀,推动涡轮旋转。

4. 涡轮驱动:燃烧室后面连接着一个涡轮。

燃烧产生的高温高压气体会使涡轮旋转,而涡轮上的叶片则通过轴向转动带动轴上的压缩机和风扇。

5. 喷气推力:涡轮旋转带动压缩机,使得前方的空气被压缩。

压缩后的空气一部分通过喷管喷出,产生向后的喷气推力,推动飞机向前飞行。

经过上述步骤,飞机的发动机将燃料的化学能转化为机械能,从而推动飞机前进。

在现代民航飞机中,常见的发动机类型有螺旋桨发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机和涡扇发动机等。

螺旋桨发动机是最早的一种飞机发动机,它通过螺旋桨叶片的旋转产生推力。

它的优势是在低速和短距离起降的飞行任务中表现出色。

涡轮螺旋桨发动机是在螺旋桨发动机基础上增加了涡轮增压器,提高了高空飞行时的性能。

涡轮喷气发动机通过喷气推力进行飞行,通过涡轮驱动压缩机生成高压空气,然后将燃料注入燃烧室进行燃烧。

燃烧产生的高温高压气体通过喷管喷出,产生向后的喷气推力。

涡扇发动机是目前最常见的飞机发动机类型。

它结合了螺旋桨发动机和喷气发动机的特点。

涡扇发动机在外部有一个大型的风扇,大部分空气通过风扇进行压缩和排气,同时还有一小部分空气经过压缩机和燃烧室进行喷气推力产生。

总结起来,飞机的发动机原理是将燃料燃烧产生的能量转化为动力,推动飞机前进。

不同类型的发动机具有各自的优势和适用范围,在航空工业的发展过程中,不断有新的发动机技术涌现,提高了飞机的性能和效率,推动了航空事业的发展。

航空发动机工作原理

航空发动机工作原理

航空发动机工作原理
航空发动机采用内燃机原理进行工作。

它通过燃烧燃料来产生高温高压气体,并利用该气体的推力推动飞机前进。

以下是航空发动机的工作原理:
1. 压缩:当飞机发动机启动后,压气机会将大量空气吸入,并将其压缩。

压缩使空气分子更加接近,并增加了空气的能量密度。

2. 混合燃烧:压缩后的空气与燃料混合,在燃烧室中点火燃烧。

燃料的燃烧释放出巨大的能量,产生高温高压气体。

3. 推力产生:高温高压气体通过喷嘴排出,产生向后的推力。

根据牛顿第三定律,每个动作都会有相等大小但方向相反的反作用力,推动飞机向前。

4. 排气:排出的高温高压气体通过喷气口排入大气中。

在喷气过程中,也会产生较低温度和较高速度的气流,形成发动机尾流。

航空发动机通过循环以上的工作原理,持续地产生推力,推动飞机飞行。

发动机的性能和效率取决于燃料的燃烧质量、压气机的效果以及排气喷流的速度和方向。

不断改进和创新发动机技术,提高推力和燃油效率是航空工业的目标之一。

航空发动机原理

航空发动机原理

航空发动机原理(一)航空发动机原理——涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机的诞生二战以前,活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就,使得人类获得了挑战天空的能力。

但到了三十年代末,航空技术的发展使得这一组合达到了极限。

螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候,桨尖部分实际上已接近了音速,跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降,推力不增反减。

螺旋桨的迎风面积大,阻力也大,极大阻碍了飞行速度的提高。

同时随着飞行高度提高,大气稀薄,活塞式发动机的功率也会减小。

这促生了全新的喷气发动机推进体系。

喷气发动机吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,对发动机产生反作用力,推动飞机向前飞行。

早在1913年,法国工程师雷恩?洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计,并获得专利。

但当时没有相应的助推手段和相应材料,喷气推进只是一个空想。

1930年,英国人弗兰克?惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利,这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。

11年后他设计的发动机首次飞行,从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。

涡轮喷气发动机的原理涡轮喷气发动机简称涡喷发动机,通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。

部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。

涡喷发动机属于热机,做功原则同样为:高压下输入能量,低压下释放能量。

工作时,发动机首先从进气道吸入空气。

这一过程并不是简单的开个进气道即可,由于飞行速度是变化的,而压气机对进气速度有严格要求,因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。

压气机顾名思义,用于提高吸入的空气的的压力。

压气机主要为扇叶形式,叶片转动对气流做功,使气流的压力、温度升高。

随后高压气流进入燃烧室。

燃烧室的燃油喷嘴射出油料,与空气混合后点火,产生高温高压燃气,向后排出。

高温高压燃气向后流过高温涡轮,部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,驱动涡轮旋转。

由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上,因此也驱动压气机旋转,从而反复的压缩吸入的空气。

从高温涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速从尾部喷口向后排出。

航空发动机原理(1)

航空发动机原理(1)

航空发动机原理1. 简介航空发动机是飞行器的动力装置,能够将燃料和空气进行燃烧和推进,产生推力以驱动飞机。

航空发动机的原理是利用燃料的燃烧所释放出的能量来推动空气,并产生推力。

本文将介绍航空发动机的工作原理、分类、组成部分和关键技术。

2. 工作原理航空发动机的工作原理主要包括气压式(喷气式)发动机和涡轮式发动机两种。

下面将分别介绍这两种发动机的工作原理。

2.1 气压式(喷气式)发动机气压式发动机,也称为喷气式发动机,是目前常见的航空发动机类型之一。

其工作原理主要包括压缩、燃烧和喷射三个过程。

在压缩过程中,发动机通过旋转的压气机将大量空气压缩成高压气体。

这些压缩后的气体将进一步参与燃烧过程。

在燃烧过程中,喷气式发动机会向燃烧室喷入燃料,并通过点火产生火焰。

燃料的燃烧释放的能量将加热高压气体,使其膨胀。

在喷射过程中,膨胀的高压气体通过喷嘴喷出,产生后向推力,推动飞机向前飞行。

2.2 涡轮式发动机涡轮式发动机是另一种常见的航空发动机类型。

其工作原理主要包括压缩、燃烧和推力生成三个过程。

在压缩过程中,发动机通过旋转的涡轮将空气压缩成高压气体。

与喷气式发动机不同的是,涡轮式发动机使用高速旋转的涡轮来驱动压缩机,而不是压气机。

在燃烧过程中,涡轮式发动机也是向燃烧室喷入燃料并点火产生火焰。

燃料的燃烧释放的能量将加热高压气体,使其膨胀。

在推力生成过程中,膨胀的高压气体通过涡轮再次驱动涡轮,并将剩余能量转化为推力来推动飞机。

3. 分类航空发动机可以根据不同的分类标准进行分类,常见的分类包括以下几种。

3.1 气缸式发动机气缸式发动机又称为活塞式发动机,是一种较早期的发动机类型。

其工作原理是通过活塞的上下运动来实现气体的压缩和膨胀过程。

气缸式发动机分为单缸、多缸和星型发动机等多个子类型。

这些发动机在航空领域使用较少,主要用于小型飞机和无人机。

3.2 喷气式发动机喷气式发动机是现代航空领域中最常见的发动机类型。

其工作原理已在前文中介绍。

飞机发动机的工作原理

飞机发动机的工作原理

飞机发动机的工作原理
飞机发动机运作的基本原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体,进而推动飞机进行前进。

下面将详细介绍飞机发动机的工作原理。

1. 空气进气:飞机发动机通过进气口将大量的空气引入内部。

进气口通常位于飞机前部,它利用机身运动时的动压差将空气压缩供给发动机。

2. 压缩空气:进入发动机后,空气会通过多级压气机进行压缩。

压气机通常由多个旋转叶片组成,通过不断旋转将空气压缩至更高的压力。

3. 燃料喷射:在空气被压缩之后,燃料会被喷射到空气中。

燃料进入燃烧室后与压缩空气混合并点燃,形成燃烧的高温高压气体。

4. 燃烧与膨胀:燃烧产生的高温高压气体会快速膨胀,从而推动发动机内部的部件运动。

在内部的如涡轮等部件会旋转,从而传递动力给飞机的其他部件。

5. 尾喷口排气:经过燃烧与膨胀之后,气体会通过尾喷口迅速排出。

排气流的产生和排出会产生反冲力,推动飞机向前移动。

需要注意的是,不同类型的飞机发动机会有一些细节上的变化,例如涡轮喷气发动机和涡桨发动机。

但总体而言,以上这些步骤构成了飞机发动机的基本工作原理。

飞机发动机推力原理

飞机发动机推力原理

飞机发动机推力原理
飞机发动机的推力原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体,并将其喷出以产生反作用力,从而推动飞机向前运动。

飞机的发动机通常采用喷气发动机,这种发动机的工作原理基于牛顿第三定律——作用力和反作用力的平衡。

喷气发动机由压气机、燃烧室和涡轮组成。

在工作过程中,压气机将空气压缩,使其温度和压力升高。

然后,压缩空气通过燃烧室,在其中燃料与空气混合并燃烧,产生高温高压气体。

燃烧产生的气体通过喷嘴喷出,由于喷嘴的形状和方向被设计成向后喷出,产生一个向前的推力。

发动机喷出的气流产生的反作用力作用在飞机上,推动飞机向前移动。

这个推力被称为发动机的推力,它取决于喷气速度、喷气质量和喷气流速。

为了提高推力效率,喷气发动机还使用了涡轮。

涡轮由压气机和喷嘴之间的燃烧室排出的气体驱动,它会通过泵送剩余扩张气压和温度的未燃烧气体返回压气机,以提高压气机的工作效率。

总结起来,飞机发动机的推力原理是通过将燃料燃烧产生的高温高压气体喷出,并利用反作用力推动飞机向前运动。

涡轮的使用可以提高发动机的效率。

航空发动机的工作原理

航空发动机的工作原理

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。

航空发动机工作原理(教学课件)

航空发动机工作原理(教学课件)
压气机通常由多级组成,每一级都有一组转子叶片和一组静子叶片。转子片负责 将空气吸入并加速,而静子叶片则负责将空气引导并压缩。
随着压气机转速的增加,吸入的空气被压缩,气压和温度也随之升高。这个高压高 温的空气随后被送入燃烧室。
燃烧室工作原理
燃烧室的主要功能是将燃油与压 缩空气混合并点燃,以产生高温
航空发动机的分类
01
02
03
活塞式发动机
利用汽缸内活塞的运动来 产生动力,适用于低速飞 机。
涡轮式发动机
利用高速旋转的涡轮来产 生动力,适用于高速飞机。
喷气式发动机
利用高速喷射气体来产生 动力,适用于超音速飞机。
02 航空发动机的工作原理
压气机工作原理
压气机是航空发动机的重要组成部分,其主要功能是通过高速旋转的叶片将空气吸 入并压缩,为燃烧室提供足够的空气。
定期检查
航空发动机的定期检查包 括外观检查、油液分析、 振动检测等,以确保发动 机正常运转。
更换磨损件
发动机运转过程中,某些 部件会逐渐磨损,如轴承、 密封圈等,需要定期更换。
清洗和润滑
定期清洗发动机内部,并 使用合适的润滑油,以减 少摩擦和磨损。
常见故障与排除
燃油系统故障
燃油系统故障可能导致发动机熄 火或功率下降,排查故障需检查
3
再生利用技术
采用废弃发动机部件的再生利用技术,降低生产 成本和资源消耗,同时减少对环境的负面影响。
新材料与新技术的应用
新材料应用
01
采用先进的复合材料、钛合金和高温合金等新材料,减轻发动
机重量,提高发动机性能和可靠性。
3D打印技术
02
利用3D打印技术制造发动机部件,降低生产成本和周期,提高

各种飞机发动机原理

各种飞机发动机原理

一、活塞式发动机航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸)内燃烧,膨胀作功的机械。

活塞式发动机必须带动螺旋桨,由螺旋桨产生推(拉)力。

所以,作为飞机的动力装置时,发动机与螺旋桨是不能分割的. 主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。

气缸是混合气(汽油和空气)进行燃烧的地方.气缸内容纳活塞作往复运动。

气缸头上装有点燃混合气的电火花塞(俗称电嘴),以及进、排气门。

发动机工作时气缸温度很高,所以气缸外壁上有许多散热片,用以扩大散热面积.气缸在发动机壳体(机匣)上的排列形式多为星形或V形。

常见的星形发动机有5个、7个、9 个、14个、18个或24个气缸不等。

在单缸容积相同的情况下,气缸数目越多发动机功率越大。

活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动,并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动.连杆用来连接活塞和曲轴。

曲轴是发动机输出功率的部件。

曲轴转动时,通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。

除此而外,曲轴还要带动一些附件(如各种油泵、发电机等)。

气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。

二、涡轮喷气发动机在第二次世界大战以前,所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力,这种发动机本身并不能产生向前的动力,而是需要驱动一副螺旋桨,使螺旋桨在空气中旋转,以此推动飞机前进。

这种活塞式发动机+螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式,很少有人提出过质疑. 到了三十年代末,尤其是在二战中,由于战争的需要,飞机的性能得到了迅猛的发展,飞行速度达到700-800公里每小时,高度达到了10000米以上,但人们突然发现,螺旋桨飞机似乎达到了极限,尽管工程师们将发动机的功率越提越高,从1000千瓦,到2000千瓦甚至3000千瓦,但飞机的速度仍没有明显的提高,发动机明显感到“有劲使不上"。

问题就出在螺旋桨上,当飞机的速度达到800公里每小时,由于螺旋桨始终在高速旋转,桨尖部分实际上已接近了音速,这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降,推力下降,同时,由于螺旋桨的迎风面积较大,带来的阻力也较大,而且,随着飞行高度的上升,大气变稀薄,活塞式发动机的功率也会急剧下降。

航空发动机原理与构造

航空发动机原理与构造

航空发动机原理与构造
航空发动机是飞机的心脏,是飞机能否顺利起飞、飞行和着陆的关键设备。


的性能直接关系到飞机的安全性、经济性和环保性。

航空发动机的原理与构造是航空工程领域中的重要课题,下面我们将对航空发动机的原理与构造进行详细介绍。

首先,航空发动机的原理是基于热力学和流体力学的基本原理。

航空发动机利
用燃料的燃烧产生高温高压的燃气,通过喷嘴将燃气喷入涡轮,推动涡轮旋转,再通过轴将动能传递给飞机,推动飞机飞行。

这是航空发动机的基本工作原理。

其次,航空发动机的构造包括压气机、燃烧室、涡轮和喷管等部分。

压气机负
责将大气中的空气压缩,提高空气的密度,增加燃料燃烧时释放能量的效率;燃烧室是燃烧燃料的地方,燃烧后的高温高压燃气推动涡轮旋转;涡轮是由燃气推动的旋转部件,通过轴传递动能给飞机;喷管是将燃气喷出,产生推力,推动飞机飞行。

再者,航空发动机的构造还包括燃料系统、润滑系统、起动系统等辅助部件。

燃料系统负责将燃料输送到燃烧室,保证燃料的正常燃烧;润滑系统负责给发动机各个部件提供润滑油,减少部件之间的摩擦,延长使用寿命;起动系统负责启动发动机,使其正常运转。

最后,航空发动机的原理与构造是相辅相成的。

只有深刻理解了发动机的工作
原理,才能设计出合理的构造;而合理的构造又能更好地发挥发动机的工作原理,提高发动机的性能和效率。

总之,航空发动机的原理与构造是航空工程领域中的重要内容,对于飞机的性
能和安全具有至关重要的意义。

只有不断深入研究发动机的原理与构造,不断提高发动机的技术水平,才能更好地满足飞机的发展需求,推动航空事业的发展。

航空发动机原理

航空发动机原理

航空发动机原理
航空发动机是一种转化燃料能量为气流动能的设备,为飞机提供推力。

其工作原理可归纳为以下几个关键步骤:
1. 压缩空气:空气从飞机外部通过进气口流入发动机内部。

进气口通常设计有马达等装置,以增加进气量并提高压力。

进入发动机后,空气经过一系列的压缩器,如离心压缩机和轴向压缩机,将空气压缩至更高的压力。

2. 燃烧:压缩后的空气被注入燃烧室,同时燃料被喷射进燃烧室内。

在燃烧过程中,燃料和空气混合并点燃,产生高温高压的燃气。

3. 膨胀:燃烧后的高温高压燃气通过喷嘴流出,由于喷嘴的结构和尺寸限制,流出的燃气速度增加,进而产生反作用力,即推力。

同时,燃气在流出过程中膨胀冷却,供应给飞机其他系统,如辅助动力装置和空调系统。

4. 转动轴:航空发动机通常采用涡轮机械结构,其中涡轮叶片由燃气高温高压流体驱动。

燃气经过涡轮叶片时,能量转移到轴上,推动旋转的涡轮。

涡轮通过轴传递能量给压缩机和其他设备,如发电机。

航空发动机的工作原理基于热力学和流体力学原理,并通过不同部件的协同作用将燃料能量转化为推力。

不同类型的发动机,如涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机,在细节设计和工作方式上有所差异,但总体上都遵循这些基本原理。

航空发动机工作原理

航空发动机工作原理

航空发动机工作原理航空发动机是飞机关键组成部分,它负责提供飞机推力以支撑飞行。

航空发动机的工作原理主要是采用吸气内燃机原理,将汽油、空气及其它燃料压缩成高温高压气体,再通过排气口推出,产生往复力牵引飞行器运动。

航空发动机的工作原理主要包括以下6种部分:1、进气系统:进气系统从发动机参数监控系统中获取运转参数,经过滤器进入发动机,经进气缸压缩、湿润,然后流入燃烧室。

2、喷油系统:液态燃料从燃料箱里被取出,经过燃油泵的送动,然后穿过燃油过滤器分别给每一排发动机的燃烧室每个排的燃油喷嘴喷油,也就是燃料的进入燃烧室的路径,主润滑系统同来统筹管理发动机系统润滑操作。

3、点火系统:点火系统采用电子式火花提供点火能力,由进气系统中传送至燃烧室的空气与喷油系统提供的燃料混合,再通过点火系统提供的电火花传送点火功能,以正常频率点火,电压从火花塞传输到每一台火花塞上,实现点火功能。

4、排气系统:排气系统把发动机内的燃烧的气体利用排气压力排出发动机,排气系统重要的部件主要有叶片、排气管及排气喷嘴等。

5、调节系统:调节系统 20 世纪末出现,它通过发动机参数监控系统连接各个部件,可获取发动机的状态、设定高度等。

6、控制系统:空中或地面的导航系统将发动机的操作信号送达发动机控制系统,根据操作要求高度控制发动机,使发动机运转在正常的频率下,调整推力值达到预定的状态。

总的来说,航空发动机的工作原理是汽油、空气及其它燃料压缩成高温高压气体,再通过排气口推出,产生往复力牵引飞行器运动,还利用各种系统进行调节和控制,达到预定的状态以驱动飞机飞行。

它包含进气系统、喷油系统、点火系统、排气系统、调节系统和控制系统等6大部分,合理配合运行才能提供可靠的发动机功能,为安全飞行提供保障。

航空发动机发电机工作原理

航空发动机发电机工作原理

航空发动机发电机工作原理
航空发动机发电机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:
1. 转子旋转:航空发动机发电机的转子由发动机的转轴传动,通常是通过转轴和附件齿轮传动或直接连接。

2. 磁场产生:转子上有一个电磁铁,通常是由一个绕组和一个铁芯组成。

当转子旋转时,磁场就会发生变化,这个变化的磁场就会导致产生电流。

3. 交流电产生:磁场的变化导致转子上的绕组中的电流发生变化。

这种变化的电流是交流电,其频率取决于转子旋转的速度。

4. 整流:为了将交流电转换为直流电,发电机通常会使用一个整流装置,如整流子或整流桥。

整流装置将交流电转换为直流电,以供飞机上的电气系统使用。

5. 输出电流:直流电经过整流后,利用航空发动机发电机的输出端连接到飞机的电气系统中,为飞机的电子设备提供稳定的电源。

需要注意的是,航空发动机发电机的工作原理与普通的汽车发电机等非航空用途的发动机发电机可能有所不同,因为航空发动机发电机需要更高的可靠性和稳定性,以适应飞行环境的要求。

【涨知识】航空发动机工作原理和专业名词简介

【涨知识】航空发动机工作原理和专业名词简介

【涨知识】航空发动机工作原理和专业名词简介摘要今天小编为大家简单介绍一下航空发动机方面的基础知识,包括它的原理,它有哪些部件组成,以及常见的一些专业名词。

航空发动机的工作原理空气通过进气道减速增压,并以最小的流动损失进入到压气机。

压气机以高速旋转的叶片对空气做功压缩空气,提高空气的压力。

高压空气进入燃烧室,在燃烧室内与燃油充分混合后燃烧,产生高温高压的气体进入涡轮。

高温高压的气体首先在涡轮中膨胀,推动涡轮高速旋转带动风扇(涡扇发动机的主要推力由风扇产生)和压气机。

随后燃气在尾喷管中继续膨胀,提高燃气速度,使之高速喷出,产生推力。

航空发动机的五大部件航空发动机主要分为五大部件,分别是进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管,下文将对各大部件逐一进行介绍:进气道航空发动机进气道主要的作用是在各种工作状态下,能够将足够量的空气,以最小的流动损失,引入压气机。

进气道可分为亚音速进气道和超音速进气道,民航发动机的进气道多为亚音速进气道。

亚音速进气道是扩张型的管道。

它由壳体和整流锥组成。

进气道的前端如图所示是扩张型的管道,而前整流锥的后部管道稍微有些收敛。

气体进入进气道后,速度会下降,压力和温度都会上升,形成减速增压的过程。

经过整流锥后,气体的速度会稍有上升,压力和温度略会降低,气体能较均匀地流入压气机,保证压气的正常工作。

压气机压气机是航空发动机的重要组成部分之一。

它的主要作用是通过高速旋转的叶片对空气做功,对流过它的空气进行压缩,提高空气的压力,为之后在气体在燃烧室中的燃烧创造条件,以改善发动机的经济性,增加发动机的推力。

压气机从构型上可以分为离心式和轴流式两种。

评定压气机性能的主要指标是增压比、效率、外廓尺寸和重量等。

此外,轴流式压气机较离心式压气机相比,增压比大,效率高,单位空气流量大。

故现役的民航发动机多为轴流式压气机。

航空发动机的压气机部分也可分为低压部分和高压部分。

低压部分包括风扇和低压压气机,高压部分包括高压压气机。

航空发动机用的是什么原理

航空发动机用的是什么原理

航空发动机用的是什么原理航空发动机是一种将燃料燃烧产生的能量转化为推力的装置。

它是飞机的动力来源,使得飞机能够在空中飞行。

航空发动机的工作原理可以分为内燃机和外燃机两种类型。

内燃机是航空发动机的主要类型,它利用燃料的燃烧产生高温高压气体,通过喷射出来的气流产生推力。

内燃机又可分为喷气式发动机和涡轮螺旋桨发动机两种。

喷气式发动机是最常见的航空发动机类型之一。

它的工作原理基于牛顿第三定律,即每个作用力都有一个相等大小但方向相反的反作用力。

喷气式发动机通过将燃料燃烧产生的高温高压气体喷射出来,产生一个向后的推力,从而推动飞机向前飞行。

喷气式发动机的核心部分是燃烧室和喷嘴。

燃烧室中的燃料与空气混合并燃烧,产生高温高压气体。

然后,这些气体通过喷嘴喷射出来,产生一个向后的喷气流,从而产生推力。

喷气式发动机的推力大小取决于喷气流的速度和质量流量。

涡轮螺旋桨发动机是另一种常见的内燃机类型。

它的工作原理基于涡轮增压和螺旋桨推力的结合。

涡轮螺旋桨发动机包括一个涡轮和一个螺旋桨。

燃料燃烧产生的高温高压气体通过涡轮驱动涡轮叶片旋转,从而产生压缩空气。

然后,这些压缩空气通过喷嘴喷射到螺旋桨上,使螺旋桨旋转并产生推力。

涡轮螺旋桨发动机的推力大小取决于喷射出来的气流速度和螺旋桨的旋转速度。

外燃机是航空发动机的另一种类型,它利用燃料的燃烧产生的高温高压气体直接推动飞机。

外燃机的工作原理类似于内燃机,但燃烧室和喷嘴之间没有涡轮。

外燃机的推力大小取决于燃烧室中燃料的燃烧速度和燃烧产生的气体压力。

总的来说,航空发动机的工作原理是通过燃料的燃烧产生高温高压气体,然后利用喷射出来的气流或直接推动飞机,从而产生推力。

这种推力使得飞机能够克服空气阻力,实现飞行。

不同类型的航空发动机在工作原理上有所不同,但都是基于能量转化为推力的原理。

航空发动机工作原理及性能

航空发动机工作原理及性能

航空发动机工作原理及性能航空发动机是现代飞机的关键动力装置,其工作原理和性能对于飞机的飞行效率和安全至关重要。

航空发动机的工作原理可以概括为以下几步:空气进气、压缩、燃烧、喷气推力以及排放。

具体来说,当飞机在空中飞行时,发动机通过进气口吸入空气,并通过压缩将空气压缩,使其能够与燃料混合并进行燃烧。

燃烧后的高温高压气体通过喷气口排出,产生喷气推力,推动飞机向前飞行。

同时,发动机还需要消耗部分能量来驱动辅助系统,如涡轮增压器、润滑系统等。

航空发动机的性能主要与以下几个因素相关:推力、轴功率、燃油消耗率、高温高压工作环境以及可靠性。

推力是航空发动机最重要的性能参数之一。

它代表了发动机产生的推力大小,对于飞机的起飞、爬升以及巡航速度都有重要影响。

推力一般通过喷气速度和喷气量来表征,一般用千牛(kN)或千磅(lbf)来表示。

轴功率是发动机输出的功率大小,代表了发动机输出能量的多少。

它通常由发动机的转速和扭矩来决定,一般以千瓦(kW)或马力(hp)来表示。

燃油消耗率是发动机单位时间内消耗的燃油量,通常以千克/小时(kg/h)或磅/小时(lb/h)来表示。

燃油消耗率的大小直接关系到飞机的续航能力和经济性。

由于航空发动机工作环境的特殊性,如高温高压状态、快速转动运动等,对于发动机的设计要求非常严格。

材料的耐热性、耐磨性以及结构的牢固性都需要考虑在内。

最后,航空发动机的可靠性也是重要性能指标之一。

发动机可靠性直接关系到飞机的运行安全性,因此发动机的设计、制造和维护都需要保证其高可靠性。

总结而言,航空发动机的工作原理和性能包括了空气进气、压缩、燃烧、喷气推力以及排放等关键步骤,而推力、轴功率、燃油消耗率、高温高压工作环境以及可靠性则是衡量航空发动机性能的重要指标。

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航空发动机原理航空发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力,是飞行器的心脏。

自从飞机问世以来的几十年中,发动机得到了迅速的发展,从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机,到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机,还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等,时至今日,航空发动机已经形成了一个种类繁多,用途各不相同的大家族。

航空发动机常见的分类原则有两种:按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。

按发动机是否须空气参加工作,航空发动机可分为两类1、吸空气发动机简称吸气式发动机,它必须吸进空气作为燃料的氧化剂(助燃剂),所以不能到稠密大气层之外的空间工作,只能作为航空器的发动机。

一般所说的航空发动机即指这类发动机。

如根据吸气式发动机工作原理的不同,吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。

2、火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机,航天器由于需要飞到大气层外,所以必须安装这种发动机。

它也可用作航空器的助推动力。

按形成喷气流动能的能源不同,火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。

按产生推进动力的原理不同,飞行器的发动机又可分为1、直接反作用力发动机直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流,产生向前的反作用力来推进飞行器。

直接反作用力发动机又叫喷气式发动机,这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机,脉动喷气式发动机,火箭喷气式发动机等。

2、间接反作用力发动机两类。

间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功,使空气加速向后(向下)流动时,空气对螺旋桨(旋翼)产生反作用力来推进飞行器。

这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。

而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力,也有间接反作用力,但常将其划归直接反作用力发动机一类,所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。

附图:活塞式发动机航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸)内燃烧,膨胀作功的机械。

活塞式发动机必须带动螺旋桨,由螺旋桨产生推(拉)力。

所以,作为飞机的动力装置时,发动机与螺旋桨是不能分割的。

为航空器提供飞行动力的往复式内燃机。

发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力。

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。

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。

主要部件主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。

气缸是混合气进行燃烧的地方。

气缸内容纳活塞作往复运动。

气缸头上装有点燃混合气的电火花塞,以及进、排气门。

发动机工作时气缸温度很高,所以气缸外壁上有许多散热片,用以扩大散热面积。

气缸在发动机壳体上的排列形式多为星形或V形。

常见的星形发动机有5个、7个、9个、14个、18个或24个气缸不等。

在单缸容积相同的情况下,气缸数目越多发动机功率越大。

活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动,并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。

连杆用来连接活塞和曲轴。

曲轴是发动机输出功率的部件。

曲轴转动时,通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。

除此而外,曲轴还要带动一些附件。

气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。

工作原理:活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。

活塞式航空发动机大多是四冲程发动机,即一个气缸完成一个工作循环,活塞在气缸内要经过四个冲程,依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。

发动机开始工作时,首先进入“进气冲程”,气缸头上的进气门打开,排气门关闭,活塞从上死点向下滑动到下死点为止,气缸内的容积逐渐增大,气压降低——低于外面的大气压。

于是新鲜的汽油和空气的混合气体,通过打开的进气门被吸入气缸内。

混合气体中汽油和空气的比例,一般是 1比 15即燃烧一公斤的汽油需要15公斤的空气。

进气冲程完毕后,开始了第二冲程,即“压缩冲程”。

这时曲轴靠惯性作用继续旋转,把活塞由下死点向上推动。

这时进气门也同排气门一样严密关闭。

气缸内容积逐渐减少,混合气体受到活塞的强烈压缩。

当活塞运动到上死点时,混合气体被压缩在上死点和气缸头之间的小空间内。

这个小空间叫作“燃烧室”。

这时混合气体的压强加到十个大气压。

温度也增加到摄氏4OO度左右。

压缩是为了更好地利用汽油燃烧时产生的热量,使限制在燃烧室这个小小空间里的混合气体的压强大大提高,以便增加它燃烧后的做功能力。

当活塞处于下死点时,气缸内的容积最大,在上死点时容积最小(后者也是燃烧室的容积)。

混合气体被压缩的程度,可以用这两个容积的比值来衡量。

这个比值叫“压缩比”。

活塞航空发动机的压缩比大约是5到8,压缩比越大,气体被压缩得越厉害,发动机产生的功率也就越大。

压缩冲程之后是“工作冲程”,也是第三个冲程。

在压缩冲程快结束,活塞接近上死点时,气缸头上的火花塞通过高压电产生了电火花,将混合气体点燃,燃烧时间很短,大约0.015秒;但是速度很快,大约达到每秒30米。

气体猛烈膨胀,压强急剧增高,可达6O到75个大气压,燃烧气体的温度到摄氏2000到 250O 度。

燃烧时,局部温度可能达到三、四千度,燃气加到活塞上的冲击力可达15吨。

活塞在燃气的强大压力作用下,向下死点迅速运动,推动连杆也门下跑,连杆便带动曲轴转起来了。

这个冲程是使发动机能够工作而获得动力的唯一冲程。

其余三个冲程都是为这个冲程作准备的。

第四个冲程是“排气冲程”。

工作冲程结束后,由于惯性,曲轴继续旋转,使活塞由下死点向上运动。

这时进气门仍旧关闭,而排气门大开,燃烧后的废气便通过排气门向外排出。

当活塞到达上死点时,绝大部分的废气已被排出。

然后排气门关闭,进气门打开,活塞又由上死点下行,开始了新的一次循环。

从进气冲程吸入新鲜混合气体起,到排气冲程排出废气止,汽油的热能通过燃烧转化为推动活塞运动的机械能,带动螺旋桨旋转而作功,这一总的过程叫做一个“循环”。

这是一种周而复始的运动。

由于其中包含着热能到机械能的转化,所以又叫做“热循环”。

活塞航空发动机要完成四冲程工作,除了上述气缸、活塞、联杆、曲轴等构件外,还需要一些其他必要的装置和构件。

辅助工作系统发动机除主要部件外,还须有若干辅助系统与之配合才能工作。

主要有进气系统(为了改善高空性能,在进气系统内常装有增压器,其功用是增大进气压力)、燃油系统、点火系统(主要包括高电压磁电机、输电线、火花塞)、起动系统(一般为电动起动机)、散热系统和润滑系统等。

分类按汽缸的冷却方式发动机分为液冷式和气冷式两种。

早期飞机的飞行速度很低,多采用液冷式发动机。

随着飞行速度的提高,可以利用高速气流直接冷却汽缸,气冷式发动机遂得到广泛应用。

发动机按汽缸排列形式又分为星型和直列型。

星型发动机汽缸以曲轴为中心沿机匣向外呈辐射状均匀排列,有单排和双排等形式。

直列式发动机汽缸沿机匣前后成行排列,有对缸、工字型、V型等排列形式,以星型和V型用得较多。

有时按供油方式不同又将发动机分为汽化器式和直接注油式两种,其中直接注油式应用较广泛。

性能活塞式航空发动机的性能通常用转速特性、螺旋桨特性和高度特性表示。

油门全开或进气压力维持不变时,发动机的功率和耗油率随转速的变化关系称为转速特性,又称外部特性。

在发动机上安装定距螺旋桨时,发动机功率和耗油率随转速的变化关系称螺旋桨特性。

这时转速的改变是靠控制油门杆实现的。

发动机转速不变时,功率和耗油率随飞行高度的变化关系称为高度特性。

由图2 看出,由于有增压器对吸入空气增压,在某一高度以下可保持进气压力恒定,而大气温度又随高度增加而下降,所以在此高度以下发动机的功率仍随高度增加而略有增加。

这个高度称额定高度。

在额定高度以上发动机功率随高度增加而下降。

附图:涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机的诞生二战以前,活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就,使得人类获得了挑战天空的能力。

但到了三十年代末,航空技术的发展使得这一组合达到了极限。

螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候,桨尖部分实际上已接近了音速,跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降,推力不增反减。

螺旋桨的迎风面积大,阻力也大,极大阻碍了飞行速度的提高。

同时随着飞行高度提高,大气稀薄,活塞式发动机的功率也会减小。

这促生了全新的喷气发动机推进体系。

喷气发动机吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,对发动机产生反作用力,推动飞机向前飞行。

早在1913年,法国工程师雷恩·洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计,并获得专利。

但当时没有相应的助推手段和相应材料,喷气推进只是一个空想。

1930年,英国人弗兰克·惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利,这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。

11年后他设计的发动机首次飞行,从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。

涡轮喷气发动机的原理涡轮喷气发动机简称涡喷发动机,通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。

部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。

涡喷发动机属于热机,做功原则同样为:高压下输入能量,低压下释放能量。

工作时,发动机首先从进气道吸入空气。

这一过程并不是简单的开个进气道即可,由于飞行速度是变化的,而压气机对进气速度有严格要求,因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。

压气机顾名思义,用于提高吸入的空气的的压力。

压气机主要为扇叶形式,叶片转动对气流做功,使气流的压力、温度升高。

随后高压气流进入燃烧室。

燃烧室的燃油喷嘴射出油料,与空气混合后点火,产生高温高压燃气,向后排出。

高温高压燃气向后流过高温涡轮,部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,驱动涡轮旋转。

由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上,因此也驱动压气机旋转,从而反复的压缩吸入的空气。

从高温涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速从尾部喷口向后排出。

这一速度比气流进入发动机的速度大得多,从而产生了对发动机的反作用推力,驱使飞机向前飞行。

附图:涡轮喷气发动机有加速快、设计简便等优点,是较早实用化的喷气发动机类型。

但如果要让涡喷发动机提高推力,则必须增加燃气在涡轮前的温度和增压比,这将会使排气速度增加而损失更多动能,于是产生了提高推力和降低油耗的矛盾。

因此涡喷发动机油耗大,对于商业民航机来说是个致命弱点。

附图:涡轮风扇喷气发动机涡扇发动机全称为涡轮风扇发动机(Turbofan)是飞机发动机的一种,由涡轮喷气发动机(Turbojet)发展而成。

与涡轮喷射比较,主要特点是首级压缩机的面积大很多,同时被用作为空气螺旋桨(扇),将部分吸入的空气通过喷射引擎的外围向後推。

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