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
《航空航天概论》课程教学大纲
《航空航天概论》课程教学大纲课程编号：B2F050110课程中文名称：航空航天概论课程英文名称：Introduction to Aeronautics and Astronautics开课学期：秋/春季学分/学时：2.0/24+10°先修课程：建议后续课程：适用专业/开课对象：所有专业/全校1年级本科生团队负责人：杨超贾玉红责任教授：执笔人：贾玉红核准院长：一、课程的性质、目的和任务《航空航天概论》是各专业一年级学生的必修课程，主要向学生介绍航空航天技术所涉及学科的基本知识、基本原理及其发展概况。
本课以飞行器（航空器和航天器）为中心，分别介绍了飞行原理、动力系统、机载设备、构造以及地面设备等方面的初步知识、原理和技术，并尽量反映上述学科的最新成就和发展动态。
通过该课程的学习，学生应对航空航天技术所涉及学科的基本知识、基本原理有一个全面和系统的了解，培养学生爱航空航天、学航空航天、投身于航空航天的兴趣和爱好，进一步培养学生的航空航天工程意识，提升国际视野，并为后继课程的学习打下基础。
本课程重点支持以下毕业要求指标点：1.1掌握飞行器设计的基本理论、基本知识1.2飞行器设计的基本能力1.3熟悉航空航天飞行器设计的方针、政策和法规1.4熟悉航空航天的理论前沿、应用前景和发展动态,具备创新意识1.5良好的思想品德、社会公德和职业道德的能力二、课程内容、基本要求及学时分配第一章航空航天发展概况（6学时）1. 航空航天的基本概念（掌握）2. 飞行器的分类、组成与功用（掌握）3. 航空航天发展概况（掌握）4. 我国的航空航天工业（掌握）5. 航空航天技术现状及未来发展趋势（了解）重点支持毕业要求指标点1.3，1.4，1.5第二章飞行环境和飞行原理（8学时）1. 飞行环境（了解）2. 流动气体的基本规律（掌握）3. 飞机上的空气动力作用及原理（掌握）4. 高速飞行的特点（掌握）5. 飞机的飞行性能，操纵性和稳定性（掌握）6. 直升机的飞行原理（掌握）7. 航天器的飞行原理（了解）重点支持毕业要求指标点1.1，1.2第三章飞行器动力系统（3学时）1. 发动机的分类及特点（了解）2. 活塞式航空发动机（掌握）3. 空气喷气发动机（掌握）4. 火箭发动机（掌握）5. 组合发动机（了解）6. 非常规推进系统（了解）重点支持毕业要求指标点1.1，1.2第四章飞行器机载设备（3学时）1. 传感器、飞行器仪表与显示系统（掌握）2. 飞行器导航系统（掌握）3. 飞行器自动控制系统（掌握）4. 其他机载设备（了解）重点支持毕业要求指标点1.1，1.2第五章飞行器的构造（4学时）1. 对飞行器结构的一般要求和常用的结构材料（了解）2. 航空器的构造（掌握）3. 航天器的构造（掌握）4. 火箭和导弹的构造（了解）5. 地面设施和保障系统（了解）重点支持毕业要求指标点1.1，1.2三、教学方法本课程采用理论教学和现场教学相结合的方法，理论教学主要讲授基本原理和基础知识，大比例现场教学让学生对所学内容有更直观的认识，加深对理论知识的学习和理解。
航空概论第二章第03-04章
第 3 章飞机动力系统3.1 航空发动机的分类为飞机提供动力、推动飞机前进的装置称为动力系统/装置，它包括航空发动机及其辅助系统。
发动机式飞机上的动力的来源，它对飞机的飞行性能又极其重要的影响。
人们形象地称其为飞机的心脏。
航空发动机可以分为三种类型：1. 活塞式航空发动机：早期在飞机或直升机上应用的航空发动机，用它带动螺旋桨或旋翼。
(图)2. 燃气涡轮发动机：是现代飞机和直升机上应用最广的发动机。
它包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。
(图)3. 冲压发动机：特点是无压气机和燃气涡轮，进入燃烧室的空气是利用高速飞行时的冲压作用来增压的。
(图1，2)3.2 活塞式航空发动机3.2.1 活塞式发动机的原理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。
活塞式发动机不能直接产生使飞机前进的推力或拉力，必须带动螺旋桨(飞机)或旋翼(直升机)，前者产生拉力或推力，后者产生升力和拉力。
空气螺旋桨产生推力或拉力的工作原理与机翼类似。
(附：螺旋桨的运动、螺旋桨的变距)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。
活塞式发动机由四个行程构成一个工作循环。
3.2.2 活塞式发动机的辅助系统活塞式航空发动机的辅助系统主要包括：(1) 燃料系统，(2) 点火系统，(3) 滑油系统，(4) 冷却系统（附：气冷式星形活塞发动机），(5) 启动系统，(6) 定时系统。
3.2.3 活塞式发动机的主要性能参数1. 发动机功率：可用于驱动螺旋桨的功率。
从200kW到3500kW不等。
2. 耗油率/燃料消耗率：发动机产生单位功率(1kW 或1hp)在单位时间内(1h)的燃油消耗量。
先进活塞发动机的耗油率在0.28kg/kw/h或0.21kg/hp/h。
3. 加速性：从最小转速加速到最大转速所需的时间。
良好的加速性可提高飞机的机动性能。
此外，还要求活塞式航空发动机具有良好的维修性、高可靠性、长寿命、小的重量和迎风面积等。
航空飞行器系统工程概论第3讲.
第二阶段 方案与验证
五．样机设计、制造和评审
飞机样机设计、制逍和评审是飞机研制程序中的一个重要环节。样机是全机 或重点舱段的木质、金旧或金属/木质混合结构。 如驾驶舱的金属结构模型。 样机制作目的：检查飞机设计是否合理可行，是否满足是使用维护要求；展 现新设计图样难以确切表达，而在生产使用中又是至关重要的技术内容。 案例：09年12月25日，C919大飞机机头工 程样机主体结构在沪交付。 工程样机既是飞机设计中总体、结构和系 统各专业先进设计理念的检验平台，又是 改进飞机设计的试验平台，主要用于驾驶 舱和电子设备的布局协调、人机功效的检 查、部分设备的功能验证试验等，是大飞 机研制的关键项目之一。
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第二阶段 方案与验证
飞机气动外形试验案例
1970年，航空成都飞机设计研究所开始进 行第一套带鸭翼的高、低速模型风洞试验。 1983年，歼-10飞机第一期高速风洞试验 在四川进行，低速风洞试验在哈尔滨进行。 气动外形设计试验涉及模型生产、风洞试验、 数据处理、绘制曲线、结果分析、布局改进 等工作。 1984年，为选定气动布局方案，完成了两轮试验，累计进行了上万次 的风洞试验，完成了上百万个气动力数据的分析处理。
系统工程管理
研制阶段划分
与系统/故障/寿命周期 相关的工程专业
可靠性 维修性 安全性 保障性 测试性 可用性 经济性 环境适应性 ……
系统工程 过程
全寿命周 期综合
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我国航空飞行器研制程序
我国航空飞行器的研制程序的五个阶段。
使命 任务 要求 研 制 总 要 求 技术方案设计 关键技术攻关 样机设计制造 研 制 任 务 书 详细设计 鉴定试验
翼展（米） 28.8 机长（米） 65.7 机高（米） 12.85 标准客舱布局载客（人） 140 发动机 四台库兹涅佐夫HK144涡扇发动机 空机重（吨） 85 最大起飞总重（吨） 180 最大巡航速度 M2.35 正常巡航速度 M2.2 巡航高度（米） 18000 最大载重航程（公里） 650
北京航空航天大学飞行器空气动力学经典课件——绪论共23页文档
15、机会是不守纪律的。——雨果
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
北京航空航天大学飞行器空气 动力学经典课件——绪论
时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
第03章 飞行器的分类 航空概论PPT课件
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第三章 飞行器的分类
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按机翼(1)
第三章 飞行器的分类
➢按机翼的数量,分： ※单翼机 ※双翼机
➢按机翼相对于机身的位置,分： ※上单翼机 ※中单翼机 ※下单翼机 ※伞式单翼机
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按机翼(2)
第三章 飞行器的分类
➢按机翼的平面形状,分： ※平直翼 ※后掠翼 ※三角翼 ※双三角翼 ※前掠翼 ※斜置翼 ……
➢按发动机的数量，可分为单发、双 发、三发、四发等
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按动力装置(2)
第三章 飞行器的分类
➢按发动机的安装位置，可安装在 ※机身 ※机翼 ※垂直尾翼
……
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按起落装置
第三章 飞行器的分类
➢按起飞着陆地点，分 ※水上飞机 ※陆上飞机 ※水陆两用飞机
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水上飞机
第三章 飞行器的分类
水上飞机按其起落装置的形式，分 ※船身式 ※浮筒式
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陆上飞机
第三章 飞行器的分类
陆上飞机按其起落装置的形式，分 ※轮式 ※滑撬式
又称为空气动力航空器，其升 力来自于与空气的相对运动。
重于空气的航空器根据其产生 升力的原理不同，又可分为固定翼 航空器和动翼航空器。
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固定翼航空器
第三章 飞行器的分类
固定翼航空器主要由安装在机 身上的固定翼面产生升力。这一类 航空器根据有无动力，又进一步分 为飞机和滑翔机两类。此外还有地 效飞行器。
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。
第3章 飞行器的动力系统
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。
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：
3．2．4 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
北航空气动力学课件第三章
Supersonic Aerodynamics
研究超音速气动力学的特点和挑战，探讨超音速飞行器的设计原则。
Shock Waves and Expansion Waves
了解激波和膨胀波的生成和传播机制，分析它们对超音速飞行器的影响。
Sonic Boom
探讨音爆的机理和特点，深入了解超音速飞行器产生的声音效应。
Pressure and Momentum Forces
研究压力和动量力对航空器的影响，解释气动力如何推动和制动飞行器。
Bluff Bodies and Streamlined Objects
探索浑身活动和流线型物体之间的区别，并解释它们在航空器设计中的重要性。
Airfoil Lift and Drag
Hypersonic Aerodynamics
研究高超音速气动力学的挑战和前沿，分析高超音速飞行器的设计要求。
Boundary Layer
介绍边界层的特性和影响，深入了解在飞行器设计中如何控制和利用边界层。
Aircraft Structures and Aerodynamics
探索ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ空器结构和气动力学之间的互动关系，分析结构对气动性能的影响。
Wing Configuration
探讨机翼配置的不同类型和特点，分析不同配置对飞行性能的影响。
Wing Loading
研究机翼载荷的计算和应用，了解机翼设计对飞行器性能的重要性。
Mach Number and Compressibility
深入讨论马赫数和气体可压缩性的概念，解释它们在超音速飞行中的重要性。
Bernoulli's Principle
揭示伯努利定理在航空气动力学中的作用，解释气流速度和气压之间的关系。
《飞行器动力装置》课件
要点二
核能推进
核能推进技术是一种具有极高推进效率的推进方式，但存 在安全和环保问题。目前，核能推进技术正在不断研究和 探索中，未来有望在特定领域得到应用。
智能化与绿色化发展
智能化
智能化是未来飞行器动力装置的重要发展方 向，通过智能化技术可以实现飞行器动力装 置的自适应控制、自主决策和自主维护等功 能，提高飞行器的安全性和可靠性。
详细描述
推力是指飞行器动力装置在单位时间内对空气施加的力量， 是衡量发动机性能的重要指标之一。推力的大小直接影响飞 行器的起飞重量、爬升速度、巡航速度和作战半径等关键性 能。
比热比
总结词
比热比是燃烧室中燃料燃烧释放的热 量与空气吸热量的比值，是评价发动 机性能的重要参数。
详细描述
比热比越大，表示燃烧室中燃料燃烧 越充分，热量释放越多，发动机的推 力和效率越高。同时，比热比也影响 发动机的燃烧效率和排放物生成。
《飞行器动力装置》ppt课件
目
CONTENCT
录
• 飞行器动力装置概述 • 飞行器动力装置的组成与结构 • 飞行器动力装置的性能参数 • 飞行器动力装置的应用 • 飞行器动力装置的未来发展
01
飞行器动力装置概述
定义与分类
定义
飞行器动力装置是用于产生推力或拉力，使飞行器得以起飞、巡 航和着陆的装置。
VS
火箭发动机
用于运载火箭的推进动力，要求具有高推 力、高可靠性、可重复使用等特点。
军事领域
军用飞机发动机
用于战斗机、轰炸机等军用飞机的推进动力，要求具有高机动性、高可靠性、高维护性等特点。
导弹发动机
用于导弹的推进动力，要求具有高推力、高可靠性、快速响应等特点。
民用领域
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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。
第3章 飞行器动力系统
安70
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
5、涡轮轴发动机
现代直升机的 主要动力 比活塞发动机 易于启动、功率 大、质量轻、 体积小，振动 小，噪声低，航 程、速度、升 限、装载量大； 耗油率较大
空气喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
AH64
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
涡轮喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
背部进气
F-117 X-45
B-2
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
短舱正面进气
三叉戟
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
压气机
提高进入发动机燃烧室的空气压力
离 心 式 压 气 机
空气喷气发动机
不仅自带燃烧剂，而且自带氧化剂
3.4.1 火箭发动机的主要性能参数
推力 (N) 冲量和总冲 推力对工作时间的积分
反映了发动机工作能力的大小（N·s）
比冲 发动机燃烧1kg推进剂所产生的能量（m/s)
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.4.2
液体火箭发动机
1、单组元液体火箭发动机
结构简单，能量低，比冲低
① 对推进剂的要求
能量高 良好的物理和化学安定性 无毒性，对金属无腐蚀作用 推进剂中有一组元传热性好，可用来冷却推力室壁 粘度小 燃烧性能好 经济性好、成本低
火箭发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
② 主要的液体推进剂
氧化剂 ——
液氧O2 液氟F2 硝酸HNO3 过氧化氢H2O2 四氧化二氮N2O4
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
尾喷管
整理燃烧后的气流
支板
整流锥
喷口
燃气膨胀，加速喷出产生推力
亚音速喷管——收敛形
超音速喷管——拉瓦尔喷管
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
3.3.2 空气喷气发动机的主要性能参数
推力——
作用在发动机内外表面上压力的合力(N)
空气喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
V1导弹
中国C-101超音速反舰导弹。采用两台冲压发动 机。图中显示了C-101发射时火箭助推器工作的情景
X43A
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.3.4 涡轮喷气发动机的工作状态
起飞状态：推力最大，发动机的转速和涡轮前温度都最高，
允许工作5～10min
可调进气口 加力喷嘴 燃烧室
供氧与供油
可调喷管
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.5.2 涡轮喷气发动机与冲压发动机组合
低马赫数
高马赫数
3.5.3 火箭发动机与涡轮喷气发动机组合
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.6 非常规推进系统
电推进系统 核推进系统 太阳能推进系统
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
燃烧剂 ——
液氢H2 航空煤油 肼及其衍生物N2H4 (CH3)2N2H2 混胺
火箭发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
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
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.1 发动机的分类及特点
燃气 航空航天 涡轮发 动机 冲压 喷气发 动机 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 垂直起落发动机
活塞式 发动机
火箭 冲压发 动机
发动机
航空航天 发动机
火箭 发动机
组合 涡轮 冲压发 发动机 动机 火箭涡 轮喷气 发动机
液体火箭发动机 化学 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
非化学 电火箭发动机 火箭发 核火箭发动机 动机 太阳能火箭发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
航空航天概论
3.2 活塞式航空发动机
3.2.1 活塞式发动机的主要组成
排气活门 汽缸
进气活门 活塞 连杆
曲轴
3.2.2 活塞式发动机的工作原理
6、垂直起落发动机
可转喷口的涡轮扇发动机
空气喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
垂 直 起 落 发 动 机
可转喷口的涡轮扇发动机
鹞
空气喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
垂 直 起 落 发 动 机
X-32B
可转喷口的涡轮扇发动机
空气喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
升力风扇发动机
单位推力——
每单位流量的空气(kg/s)进入发动机所产生的推力
推重比——
发动机推力(地面最大工作状态下)和其结构重量之比
单位耗油率——
产生单位推力(1N)每小时所消耗的燃油量(kg/Nxh) 发动机经济性的主要指标
空气喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
2、涡轮螺桨发动机
螺旋桨提供拉力，燃气提供少量推力 低亚声速飞行时效率高，耗油率小，经济性能好
三 维药 柱
一维药柱
二维药柱
火箭发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
（3）固体火箭发动机的优缺点
优点 —— 结构简单，可靠性高 操作简便 固体推进剂性能稳定，可长期贮存 缺点 —— 推进剂能量比液体推进剂低，比冲较小 工作时间短，燃烧室压力和工作时间对 装药初始温度较敏感 推力大小、方向调节困难 重复起动困难，一般只能一次性工作
火箭发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.4.3 固体火箭发动机
1、固体火箭发动机的组成及工作原理
组成——药柱、燃烧室、喷管组件、点火装置
壳体 前盖 主药柱 传动机构 喷管
点火器 推力终止装置
航空航天概论
侧喷管
火箭发动机
第3章 飞行器动力系统
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
3.3.1 燃气涡轮发动机
燃气涡轮发动机的核心机
——压气机 燃烧室 涡轮
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
空气喷气发动机
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
最大状态：起飞推力的85%～90%，工作时间不超过30 额定状态：推力等稍低于最大状态，连续工作 巡航状态：起飞推力的65%～75%
耗油率低，经济性好，连续工作
慢车状态：起飞推力的3%～5%，稳定工作的最小转速状态，
效率很低，允许工作5～10min
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.4 火箭发动机
涡轮喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
压气机
轴流式压气机
静子
转子
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
压气机
轴流式压气机
叶轮 整流环
叶轮旋转方向
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
燃烧室
燃料与高压空气混合燃烧的地方
空气喷气发动机
涡轮喷气发动机
进气