《航空发动机结构》PPT课件
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航空发动机PPT课件
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动21 机
压气机
轴流式压气机
叶轮
整流环
2020/2/19
涡轮喷气发动机
叶轮旋转方向
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动22 机
燃烧室
燃料与高压空气混合燃烧的地方
2020/2/19
涡轮喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动23 机
燃烧室
ef 2000
空气喷气发动16 机
Saab35
两侧进气（机身、翼根）
鹞
2020/2/19
涡轮喷气发动机
歼八II
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动17 机
背部进气
X-45
F-117
2020/2/19
涡轮喷气发动机
B-2
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动18 机
短舱正面进气
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
2020/2/19
1
3.1 发动机的分类及特点
冲压 喷气发 燃动气机
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
活塞式
涡轮发
涡轮桨扇发动机
发动机
航发空动航机天 动机
涡轮轴发动机 垂直起落发动机
火箭
航空航天
冲压发 动机
组合
涡轮
发动机
火箭 发动机
化学 液体火箭发动机 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
驱动喷管沿立轴旋转
2020/2/19
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
起 花 点 火 燃 烧 后 向 上 飞 升
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
《航空发动机结构》PPT课件
2020/12/31
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18
燃气涡轮发动机的基本机理---喷气推进原理： 喷气推进是牛顿第三定律（作用在物体上的每一
2020/12/31
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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。
2020/12/31
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13
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。
航空发动机结构分析
1. 目录
2. 绪论 3. 压气机 4. 涡轮 5. 燃烧室 6. 尾喷管 7. 总体结构 8. 受力分析
2020/12/31
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西北工业大学装置。自从人类尝试进行
有翼飞行器飞行以来，经历了无数次失败，只是在使 用了活塞式内燃机以后，才在20世纪初把第一架飞机 送上蓝天。
• 对单转子发动机来讲，就是指压气机、主燃烧 室的带动压气机的涡轮；
• 对双转子发动机来讲，就是指高压压气机、主 燃烧室和高压涡轮。
以核心机为基础，增添不同类型的部件 就可以发展成不同类型的发动机。
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燃气涡轮发动机的主要性能参数 推力 单位推力 推重比 单位迎面推力 单位燃油消耗率 增压比涡轮前燃气温度涵道比
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。
航空发动机结构-第七章-总体结构
一、发动机部件所受作用力
1.2 力的传递
发动机内力
❖ 不传给飞机的力:气动力矩、部分轴向力 。
发动机外传力
❖ 推力,重量，机动飞行时的惯性力 力矩。
二、轴向力和发动机的推力
2.1各部件轴向力分布及推力的计算
推力等于所有部件轴向力之和
2.2转子轴向力及卸(减)荷措施
卸荷为什么不会影响推力
2.3涡轮与压气机轴向力不同
RB199
2.4 滚珠轴承位置
❖ 一般原则
1.尽可能不放在涡轮附近； 2.相对安装节轴向位移最小处； 3.在双支点中均放在压气机之前； 4.在三支点中大多数放在压气机之后。
2.4 滚珠轴承位置
❖ F404
2.4 滚珠轴承位置
❖ V2500
2.4 滚珠轴承位置
❖ RB199
作业
❖ 根据图册或补充讲义附图 ❖ 分析F404和V2500发动机转子支承方案形式
❖ 叶片，进气道，喷口，火燃筒。
一、发动机部件所受作用力
1.1 作用力的分类
2 惯性力、力矩
❖ 旋转或机动飞行时由于质量所产生的力 ❖ 叶片,盘等旋转件上的惯性力 ❖ 作用在转子上的惯性力矩或力偶
一、发动机部件所受作用力
1.1 作用力的分类
3 热应力
❖ 相邻的不同材料在相同温度下； ❖ 工作环境温度梯度不同时可产生；
机匣的安装边处 火燃筒 加力燃烧室
一、发动机部件所受作用力
风扇叶片
一、发动机部件所受作用力
高压压气机盘
一、发动机部件所受作用力
尾喷口
一、发动机部件所受作用力
燃烧室
一、发动机部件所受作用力
1.2 力的传递
零件内力
❖ 零件内部平衡不向外传。热应力、轮盘应力等。
航空发动机结构-涡轮结构设计幻灯片
材料
2.1 工作叶片
? 5.锁紧方式
? 锁片，挡板
2.1 工作叶片
? 高寿命，高可靠性锁紧结构
2.1 工作叶片
? 5.锁紧方式
? 涡轮叶片无 螺栓槽向锁 紧
2.1 工作叶片
?涡轮叶片的无螺栓锁紧
2.1 工作叶片
? 6.冷却叶片 ? 对流冷却 ? 气膜冷却 ? 带导流板 ? 复合冷却
2.1 工作叶片
2.1 工作叶片
?1.叶身特点:
? 叶片厚且横截面弯曲大； ? 截面沿高度变化大； ? 叶栅通道为收敛形； ? 叶片作功量大； ? 通道形式多为等内径或等中径。
2.1 工作叶片
?2. 叶片结构设计：
? 带冠－－增加叶片间刚度和阻尼 ? 带箍－－增加刚度和阻尼减振 ? 切角调频－－防止叶片振动 ? 叶尖喷涂耐磨涂层－可减小间隙 ? 机匣涂易磨涂层 －减小叶片磨损
? 6.冷却叶片
? 对流换热 ? 冲击冷却 ? 气膜冷却
高压涡轮叶片
高压涡轮叶片
2.1 工作叶片
? 7.叶片材料
? 涡轮部件对材料的要求：
?高温下高的持久强度， ?蠕变强度，疲劳强度， ?热稳定性，好的物理性质和工艺性。
? 材料工艺的选择演变
?A) 锻造 (60年代) B) 精铸 (70年代) ?C) 定向结晶(80年代)D) 单向结晶(80年代)
JT9D
第五节 冷却系统
? 5.1 冷却目的 ? 提高涡轮前温度
? 温度场均匀减小热应 力
? 减低零件的温度 ? 使燃气与零件分开
? 设计的基本原则： ? 冷却效果好 ? 冷却后温度场均匀 ? 减小漏气量 ? 气源
?损失小、可行
第五节 冷却系统
? 5.2 冷却方法
2.1 工作叶片
? 5.锁紧方式
? 锁片，挡板
2.1 工作叶片
? 高寿命，高可靠性锁紧结构
2.1 工作叶片
? 5.锁紧方式
? 涡轮叶片无 螺栓槽向锁 紧
2.1 工作叶片
?涡轮叶片的无螺栓锁紧
2.1 工作叶片
? 6.冷却叶片 ? 对流冷却 ? 气膜冷却 ? 带导流板 ? 复合冷却
2.1 工作叶片
2.1 工作叶片
?1.叶身特点:
? 叶片厚且横截面弯曲大； ? 截面沿高度变化大； ? 叶栅通道为收敛形； ? 叶片作功量大； ? 通道形式多为等内径或等中径。
2.1 工作叶片
?2. 叶片结构设计：
? 带冠－－增加叶片间刚度和阻尼 ? 带箍－－增加刚度和阻尼减振 ? 切角调频－－防止叶片振动 ? 叶尖喷涂耐磨涂层－可减小间隙 ? 机匣涂易磨涂层 －减小叶片磨损
? 6.冷却叶片
? 对流换热 ? 冲击冷却 ? 气膜冷却
高压涡轮叶片
高压涡轮叶片
2.1 工作叶片
? 7.叶片材料
? 涡轮部件对材料的要求：
?高温下高的持久强度， ?蠕变强度，疲劳强度， ?热稳定性，好的物理性质和工艺性。
? 材料工艺的选择演变
?A) 锻造 (60年代) B) 精铸 (70年代) ?C) 定向结晶(80年代)D) 单向结晶(80年代)
JT9D
第五节 冷却系统
? 5.1 冷却目的 ? 提高涡轮前温度
? 温度场均匀减小热应 力
? 减低零件的温度 ? 使燃气与零件分开
? 设计的基本原则： ? 冷却效果好 ? 冷却后温度场均匀 ? 减小漏气量 ? 气源
?损失小、可行
第五节 冷却系统
? 5.2 冷却方法
航空发动机结构
燃烧过程
01
02
03
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
01
02
03
04
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。
航空发动机PPT课件
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
2020/2/19
1
3.1 发动机的分类及特点
冲压 喷气发 燃动气机
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
活塞式
涡轮发
涡轮桨扇发动机
发动机
航发空动航机天 动机
涡轮轴发动机 垂直起落发动机
火箭
航空航天
冲压发 动机
组合
涡轮
发动机
火箭 发动机
化学 液体火箭发动机 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
功率重量比——
发动机提供的功率和发动机重量之比（kW/kg）
燃料消耗率(耗油率)——
衡量发动机经济性的指标，产生1kW功率在每小时 所消耗的燃料的质量（kg/kW h)
2020/2/19
活塞式航空发动8 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.3 空气喷气发动机
气 球
平衡状态 反作用力 作用力
自动旋转喷灌器 喷嘴喷出高压水流的反作用力
燃烧剂 ——
液氢H2 航空煤油 肼及其衍生物N2H4 (CH3)2N2H2 混胺
2020/2/19
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
火箭发5动0 机
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
星形发动机
直立式发动机
V形发动机
2020/2/19
活塞式航空发动6 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
活塞8发动机 双排14缸星形气冷发动机
2020/2/19
第3章 飞行器动力系统
2020/2/19
1
3.1 发动机的分类及特点
冲压 喷气发 燃动气机
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
活塞式
涡轮发
涡轮桨扇发动机
发动机
航发空动航机天 动机
涡轮轴发动机 垂直起落发动机
火箭
航空航天
冲压发 动机
组合
涡轮
发动机
火箭 发动机
化学 液体火箭发动机 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
功率重量比——
发动机提供的功率和发动机重量之比（kW/kg）
燃料消耗率(耗油率)——
衡量发动机经济性的指标，产生1kW功率在每小时 所消耗的燃料的质量（kg/kW h)
2020/2/19
活塞式航空发动8 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.3 空气喷气发动机
气 球
平衡状态 反作用力 作用力
自动旋转喷灌器 喷嘴喷出高压水流的反作用力
燃烧剂 ——
液氢H2 航空煤油 肼及其衍生物N2H4 (CH3)2N2H2 混胺
2020/2/19
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
火箭发5动0 机
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
星形发动机
直立式发动机
V形发动机
2020/2/19
活塞式航空发动6 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
活塞8发动机 双排14缸星形气冷发动机
2020/2/19
航空发动机的种类与结构ppt
Types Of Heat Engines
• Reciprocating
• Means of compression: Reciprocating action of pistons
• Engine working fluid: Fuel/air mixture • Propulsive working fluid: Ambient air
Types Of Heat Engines
• Turbojet
• Means of compression: Turbine-driven compressor • Engine working fluid: Fuel/air mixture • Propulsive working fluid: Fuel/air mixture
度更高的飞机；涡轮喷气发动机主要用于超声速飞机。
冲压发动机
冲压发动机特点是无压气机和燃气涡轮，进入燃烧室的空气利用高速飞行时的冲 压作用增压。它构造简单、推力大，特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和
低速下性能欠佳，限制了应用范围，仅用在导弹和空中发射的靶弹上。
The Heat Engine
• Converts chemical energy (fuel) into heat energy.
• Rocket
• Means of compression: Compression due to combustion
• Engine working fluid: Oxidizer/fuel mixture • Propulsive working fluid: Oxidizer/fuel mixture
• Specific fuel consumption for reciprocating engines is the fuel flow (lbs/hr) divided by brake horsepower.
航空发动机结构-PPT课件
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。
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 。
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。
22:49
NPU--ZhaoMing
15
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：
22:49
NPU--ZhaoMing
12
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。
22:49
NPU--ZhaoMing
13
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。
22:49
NPU--ZhaoMing
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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。
22:49
NPU--ZhaoMing
19
燃气涡轮发动机的工作循环
22:49
NPU--ZhaoMing
20
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
1. 转子的基本结构
❖ 一、结构分类
鼓式转子
❖结构简单弯曲刚性好 ❖转速受到限制(低于200米/秒)。 ❖大流量比发动机增压级多采用。
鼓式转子—斯贝MK-202
❖鼓式转子
鼓式转子—CFM56
1. 转子的基本结构
❖ 一、结构分类
盘式转子
❖盘的强度好 ❖弯曲刚性差 ❖盘易产生振动
盘式转子—PW4000
❖ 2.出口导向叶片：
距离---噪音
❖ 3.包容环：
防止叶片飞出
❖ 4.吸音衬套：
声学衬套。
风扇机匣的包容性
2. 压气机机匣
❖ 分类
使用材料:
❖镁合金、铝合金、钛合金、合金钢.
加工工艺:
❖ 铸造、锻造、板料焊接、轧等.
2. 压气机机匣
❖ 形状
分半机匣
❖简单易安装、刚性不均。
分段整环机匣
❖刚性好、不易安装。
❖ 措施：
热空气； 热滑油； 防冰涂层； 进气锥形状
3.防外来物打伤（FOD）
❖ 大涵道比风扇及涡轮轴发动机尤为重要
3.防外来物打（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）
❖ 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
4.转子平衡
❖ 动不平衡：单位：牛顿 * 米*米
第三节 轴流压气机静子
❖1. 风扇机匣结构 ❖2. 压气机机匣结构 ❖3. 整流器
1.风扇静子机匣
航空发动机核心机 ppt课件
坐舱增压、涡轮散热和其他发动机的起动提供压
缩空气。
1、评价指标
增压比、效率、外廓尺寸和重量、工作可靠 性、制造和维修费用。
3
航空发动机原理和结构
2、对压气机设计的基本要求：
1）满足发动机性能的各项要求，性能稳定， 稳定工作范围宽； 2）具有足够的强度、适宜的刚度和更小的 振动； 3）结构简单，尺寸小，重量轻； 4）工作可靠，寿命长； 5）维修性、检测性好，性能制造成本比高。
9
航空发动机原理和结构
轴流式
具有增压比高，效率高，单位面积空气质 量流量大，迎风面积小等优点，在相同的 外廓尺寸下可获得更大的推力。
10
航空发动机原理和结构
11
航空发动机原理和结构
12
航空发动机原理和结构
混合式
在中、小型发动机上，轴流式和离心式组 成混合压气机，发挥了离心压气机单级增压比 高的优点，避免了轴流式压气机叶片高度很小 时损失增大的特点。
航空发动机原理和结构
1）空气在工作叶栅内的流动情形
在压气机中，气流进入叶轮的三个 速度组成的三角型叫做叶轮“进口速度 三角型”，夹角β①叫气流进口角。在 设计工作状态下，w①方向应与叶片前 缘方向（即叶片的中弧线前缘切线方向 ）一致。空气以相对速度w①进入叶轮 后，经过由叶片组成的弯曲扩张型通道 ，流动方向逐渐改变，相对速度逐渐减 小，最后顺着弯曲的叶片通道以相对速 度w②自叶轮流出。
本课程主要研究轴流式压气机结构，对离心式和 混合式只做一般介绍。
航空发动机原理和结构
离心式
优点： 具有结构简单、工作可靠、稳 定工作范围较宽、单级增压比高；
缺点： 迎风面积大，难以获得更高的 总增压比。
应用于教练机，导弹、靶机等的小型动力装置 和飞机辅助动力装置中。
缩空气。
1、评价指标
增压比、效率、外廓尺寸和重量、工作可靠 性、制造和维修费用。
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航空发动机原理和结构
2、对压气机设计的基本要求：
1）满足发动机性能的各项要求，性能稳定， 稳定工作范围宽； 2）具有足够的强度、适宜的刚度和更小的 振动； 3）结构简单，尺寸小，重量轻； 4）工作可靠，寿命长； 5）维修性、检测性好，性能制造成本比高。
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轴流式
具有增压比高，效率高，单位面积空气质 量流量大，迎风面积小等优点，在相同的 外廓尺寸下可获得更大的推力。
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航空发动机原理和结构
混合式
在中、小型发动机上，轴流式和离心式组 成混合压气机，发挥了离心压气机单级增压比 高的优点，避免了轴流式压气机叶片高度很小 时损失增大的特点。
航空发动机原理和结构
1）空气在工作叶栅内的流动情形
在压气机中，气流进入叶轮的三个 速度组成的三角型叫做叶轮“进口速度 三角型”，夹角β①叫气流进口角。在 设计工作状态下，w①方向应与叶片前 缘方向（即叶片的中弧线前缘切线方向 ）一致。空气以相对速度w①进入叶轮 后，经过由叶片组成的弯曲扩张型通道 ，流动方向逐渐改变，相对速度逐渐减 小，最后顺着弯曲的叶片通道以相对速 度w②自叶轮流出。
本课程主要研究轴流式压气机结构，对离心式和 混合式只做一般介绍。
航空发动机原理和结构
离心式
优点： 具有结构简单、工作可靠、稳 定工作范围较宽、单级增压比高；
缺点： 迎风面积大，难以获得更高的 总增压比。
应用于教练机，导弹、靶机等的小型动力装置 和飞机辅助动力装置中。
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1、WP 主要部件：进气装置、压气机， 燃烧室，燃气涡轮，尾喷 管,(加力燃烧室) 特点： (1)涡轮只带动压气机压缩空气。 (2)发动机的全部推力来自高速 喷出的燃气所产生的反作用力。
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2、WJ 主要部件：压气机,燃烧室,燃气涡轮,尾喷管,减速器 特点： 涡轮不仅带动压气机压缩空气，还带动螺浆 产生拉力。 发动机推力来自两个部分，一部分是由高速喷出的燃 气所产生的反作用力（10%），一部分涡轮带动螺浆 产生前进的拉力（90%）。
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3、WS 主要部件：风扇、外涵道、内涵道（压气机、燃烧室、
涡轮），尾喷管 特点：发动机的推力是内外涵道气流反作用力的总和。 涵道比（流量比）：外、内涵道空气流量之比。
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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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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。
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。
•技术难度大
一台发动机内有十几个部件和系统及数万个零件
研制一种新的发动机需要1万小时的整机试验和10万小
时的部件和系统试验。
•周期长
先进发动机的研制周期为9-15年，F119从1986年开始
到2005年投入使用，前后达19年。
•费用高
F119的研制费用超过20亿美元；发动机的研究和发展
费用占航空总费用的1/4。
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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。
以核心机为基础，增添不同类型的部件就可以发展成不同类型的发动机。
二战后,由于喷气发动机的迅速发展,活塞式发动 机逐渐被淘汰。
20世纪60年代，由于涡扇发动机的问世，大大降 低了耗油率，才有可能设计制造成大型喷气飞机，大 幅度提高载重量和航程。
燃气涡轮发动机大大提高了战斗机的性能，使其 飞行速度达到2倍以上的音速。直到现在还被广泛应 用于各种类型的飞机上。
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C 结构和安装要求，包括安装节位置、外廓 尺寸、重量和重心位置；
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NPU-工作循环、 发动机各状态连续工作时间和平均故障时间；
E 维修性要求，包括发动机外场可更换件的 更换时间、每飞行小时的平均维修工时和更换 发动机时间等；
F 其他要求，如满足飞机隐身要求的红外信 号和雷达反射特性以及飞行控制的矢量推力。
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航空燃气涡轮发动机的基本类型
按照做功方式分五种基本类型
•涡轮喷气发动机（涡喷）（WP） •涡轮螺浆发动机（涡浆）（WJ） •涡轮风扇发动机（涡扇）（WS） •涡轮轴发动机（涡轴）（WZ） •螺浆风扇发动机（浆扇）(JS)
航空发动机结构分析
目录
• 绪论 • 压气机 • 涡轮 • 燃烧室 • 尾喷管 • 总体结构 • 受力分析
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西北工业大学
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概论
发动机是飞机上的动力装置。自从人类尝试进
行有翼飞行器飞行以来，经历了无数次失败，只是在 使用了活塞式内燃机以后，才在20世纪初把第一架飞 机送上蓝天。
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航空发动机的作用 •航空发动机是航空器飞行的动力，也是航空事 业发展的推动力； •航空发动机是飞机性能、可靠性和成本的决定 性因素； •航空发动机的发展对冶金、机械、电子、仪表 等行业的发展具有重要的带动和促进作用。
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航空发动机研究工作的特点
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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：
• 获得高温高压燃气； • 利用着部分燃气产生推力或机械功（在
尾喷管内继续膨胀，高速喷出产生推力； 或者在后续涡轮内继续膨胀获得机械功， 带动风扇、螺浆或其它装置）
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航空发动机分类： 在过去的一个航空百年里，人类所使用的
主要的航空发动机，可分为两大类: 1、活塞式发动机 •冷却方式（液冷式、气冷式）。 •气缸排列方式(星形、V形、直列式、对列式、 X形) 2、空气喷气式发动机 •无压气机（冲压式发动机、脉动式发动机）。 •有压气机（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、浆扇发 动机）。
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军用发动机设计要求 A 性能要求，包括地面台架性能和空中飞行
性能（推力和耗油率）、起动性能、加减速性 能、引气量、功率提取和过载；
B 适用性要求，包括发动机在飞行包线内稳 定工作和油门杆使用不受限制，加力接通、切 断不受限制，飞行状态变化、极限机动状态等 时的发动机稳定工作；
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核心发动机（燃气发生器）： 发生燃气的部件，即压气机、燃烧室和涡轮称为燃气发生器。由于它处于发动
机的核心部位，故又称为核心发动机。 • 对单转子发动机来讲，就是指压气机、主燃烧室的带动压气机的涡轮； • 对双转子发动机来讲，就是指高压压气机、主燃烧室和高压涡轮。