航空燃气涡轮发动机复习题 02

航空燃气涡轮发动机复习题集02

第二章涡轮喷气发动机的性能

1、在其它各参数一定的条件下，发动机的推力与通过发动机的空气流量成

正比。空气流量的大小，只意味着发动机的大小，不代表发动机的性能

水平的高低。

2、发动机的增压比和它的功率输出能力与效率有很大的关系，增压比越

高，单位空气量的输出功率越大，效率也越高。

3、在提高增压比的过程中主要解决单级增压比和多级匹配问题、压气机的

稳定性和高温材料与冷却问题。

4、早期的压气机平均单级增压比不到1.15，现在的涡扇发动机的增压比达

到30左右，平均单级增压比达到1.27。单级风扇的增压比已超过1.5。

5、涡轮前的最高燃气温度是发动机热力循环的重要参数，温度越高，加热

量越大，循环有效功也越大。温度的限制主要来自材料的承受能力。

6、进一步提高涡轮前燃气温度的关键是两方面：提高材料的耐热性能和有

效的冷却措施。

7、高温燃气从尾喷管喷出的速度决定了发动机可产生的推力，喷气速度的

大小取决于气体在尾喷管中可能的压降，称为“发动机压力比”（EPR）。

8、大多数涡轮发动机的EPR均低于2，因此，只需要采用一般亚音速喷管，

即收敛式喷管。只有超音速飞机的发动机才需要考虑采用超音速喷管。

9、发动机的推力是发动机的第一性能指标。实际上，推力并不完全代表发

动机的性能水平。推力是一种需要，根据需要确定所需要的发动机尺寸，

以适应某个飞机的具体需要。

10、代表发动机性能水平的是单位推力，指每公斤空气流量所能发出的推力

值。大多数军用发动机要求有较高的单位推力，约为600牛/公斤/秒，

带加力燃烧室的发动机则超过1000牛/公斤/秒。高涵道比的民用涡扇发

动机，则只有250~300牛/公斤/秒。

11、另一种单位推力是指单位迎风面积推力，它反映发动机的相对迎风面积

的大小。

12、发动机的耗油率（Specific Fuel Consumption, SFC）是发动机的第一性能

指标，它反映了发动机的经济性。降低发动机的耗油率始终是发动机设

计、研制中的一项重要目标。

13、耗油率与涵道比的关系最密切，涵道比越高，耗油率越低。这也就是为

什么许多民用发动机尽力在提高涵道比的根本原因。

14、对于一台发动机，它所发出的推力和消耗的油量随着不同的工作条件如

何变化，则是发动机性能的重要问题。这些性能包括转速特性（节流特

性）、速度特性和高度特性。

15、涡轮喷气发动机的转速特性（节流特性）指燃气涡轮发动机的推力与耗

油率随发动机的转速的变化特性，最大转速时的推力达最大值，随着转

速下降，推力减小；而在巡航状态下的耗油率为最低值，任何偏离最佳状态的转速，耗油率均增大。

16、推力与转速的关系介于2~3次方之间。这是由于一方面空气流量减少，

另一方面，涡轮和压气机机械功均减小，涡轮前燃气温度下降，发动机压力比相应减小，循环有效功与转速的平方成比例地减小。

17、发动机的推力与飞行速度有密切关系，当迎面气流速度增大时，在相同

的排气速度下，推力成比例下降；另一方面，进气速度提高将引起空气流量的增加。这两个相互矛盾的影响，使推力出现先下降而后提高，在一定的速度下，达到最大值，而后迅速下降，直到完全没有推力。

18、由于随着飞行速度提高，单位推力下降，耗油率不断上升。

19、在一定转速和速度条件下，随着飞行高度的增加，由于大气密度下降，

空气流量减小，推力随高度的增加而下降；由于大气温度随着高度的提高而降低（在对流顶以下），故推力下降率低于大气密度下降率。而在同温层，下降率与大气密度下降率相当。

20、由于随高度的增加，大气温度下降，故耗油率相应降低；在同温层，大

气温度不变，故耗油率保持不变。

21、增压比对发动机的循环热效率，也就是对发动机的性能有重要影响。循

环热效率与耗油率有直接联系，循环热效率越高，耗油率越低；相应地，单位推力也越高，总推力也越大。

22、：燃气的膨胀功与涡轮前最高燃气温度成正比。温度越高，产生一定功

率所需的压降比较小，涡轮后的压力比较高，燃气温度也较高，可用于在尾喷管内加速膨胀的能量增加，故推力增大。

23、环境温度对涡轮发动机的性能有很大的影响。环境温度高，进入压气机

的温度高，压缩较难，需消耗较大的压缩功，剩下可用于产生推力的能量便减少了。因此，飞机在高温条件下，必须减少最大起飞重量。

24、涵道比（或称流量比bypass ratio）对发动机的性能有重要的影响。流量

比越高，流经发动机的总流量越大，发动机的低速性能越好，耗油率越低。这也就是目前大多数高亚音速民航飞机所用的发动机采用大涵道比的涡扇发动机的原因。