《航空涡轮喷气发动机类型及参数》
航空涡轮发动机分类
航空涡轮发动机分类航空涡轮发动机就像是飞机的心脏,为飞机提供源源不断的动力。
这心脏啊,还能分成好几个不同的类型呢。
咱先说说涡喷发动机吧。
涡喷发动机就像是一个特别直爽的大力士。
它就一个劲儿地往后喷气,产生向前的推力。
你看那火箭,虽然火箭和飞机不太一样,但涡喷发动机有点火箭发动机那种简单直接的劲儿。
它把进气道吸进来的空气,通过压气机使劲儿压缩,然后在燃烧室里和燃料一混合,“轰”地一下就燃烧起来,燃烧后的高温高压气体就从尾喷管高速喷出去,飞机就被这股力量推着往前走了。
涡喷发动机在早期的喷气式飞机里可风光了,那时候飞机追求速度,涡喷发动机就像短跑运动员的大粗腿,能让飞机跑得飞快。
再讲讲涡扇发动机吧。
涡扇发动机就像一个聪明的组合选手。
它有内涵啊,外面的大风扇就像一个勤劳的小助手。
这个大风扇转起来的时候,一部分空气被它直接吹到后面去了,这就像是给飞机后面轻轻地推了一把。
另一部分空气呢,就像被邀请进里面的贵宾,被压气机压缩,在燃烧室里燃烧,然后从尾喷管出去。
涡扇发动机就像同时干两件事的小能手,外面的风扇让飞机在低速的时候就有不错的推力,里面的喷气又能保证飞机在高速飞行的时候也不含糊。
现在大多数民航客机用的都是涡扇发动机,你想啊,民航客机要载人载物,要安全平稳,涡扇发动机就像一个贴心的管家,稳稳当当地带着大家在空中旅行。
还有涡桨发动机呢。
涡桨发动机就像是一个复古又实用的老物件。
它在前面有个螺旋桨,后面是涡轮发动机的部分。
这螺旋桨一转起来,就像老式飞机那种慢悠悠的感觉,但可别小看它。
涡轮部分就像给螺旋桨加了个小马达,让螺旋桨转得更带劲。
涡桨发动机就像那种传统和现代结合的手艺人,它适合那些不需要飞得特别快,但是要省油,对航程要求比较高的飞机。
就好比那种要跑长途运输货物的小飞机,涡桨发动机就像一个耐力型的长跑选手,虽然速度不是最快的,但是能稳稳地把货物送到目的地。
最后就是涡轴发动机了。
涡轴发动机和前面几个都有点不一样,它主要是用在直升机上。
航模涡轮喷气发动机
航模涡轮喷气发动机导言:航模涡轮喷气发动机是现代航模爱好者们追求高速、高能力飞行的技术支持。
它的精密设计和出色的性能让飞行模型更加逼真和激动人心。
本文将详细介绍航模涡轮喷气发动机的原理、构造和工作过程,以及一些注意事项和常见问题解答,以帮助对此感兴趣的读者更好地了解这一领域。
一、原理与构造航模涡轮喷气发动机的基本原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体,然后驱动涡轮旋转,最终将机械能转化为推力。
这种推进方式与真实飞机的喷气发动机原理类似,但规模更小,适用于航模飞行器。
1. 燃烧室与涡轮航模涡轮喷气发动机内部由燃烧室和涡轮组成。
燃烧室是燃烧燃料的地方,燃料与空气混合后引燃,产生高温高压气体。
燃料的类型可以是航空煤油、液化石油气等。
涡轮则被高温高压气体推动,旋转起来,将机械能转化为推力。
2. 加速器和压气机航模涡轮喷气发动机中涡轮推动的气流需要经过加速器和压气机的作用以达到最佳推力。
加速器的主要功能是加速气流的速度,增加推力。
压气机则负责压缩气流,提高气体的密度和压力,以增加推力效果。
3. 燃烧室与喷嘴燃烧室中高温高压气体经过压缩后,通过喷嘴喷出,产生的高速气流产生推力。
喷嘴的设计和调整对发动机的性能至关重要。
合理的喷嘴设计可以提供更好的推进效果和稳定性。
二、工作过程航模涡轮喷气发动机的工作过程可以概括为连续的四个阶段:起动、加速、稳定和熄火。
1. 起动起动阶段是让发动机开始转动和燃烧的过程。
通常需要使用电动起动器或气体起动器来帮助发动机启动。
一旦发动机启动,燃烧室内开始产生高温高压气体。
2. 加速在加速阶段,涡轮从静止状态逐渐达到高速旋转。
这个过程通常需要一段时间才能使涡轮达到工作状态的转速。
3. 稳定当涡轮达到工作转速后,燃烧室内的燃烧气体以一定的节奏和能量产生。
这个阶段是发动机提供稳定的推力以进行飞行的关键阶段。
4. 熄火当航模不再需要推力时,发动机将停止燃烧和转动。
这个过程可以使用燃烧室内的余热自然冷却,也可以通过外部提供的气流来加速热量的散发。
中国全部国产航空发动机的型号及参数
涡喷-5涡喷-5是沈阳航空发动机厂根据苏联BK-1φ发动机的技术资料仿制的第一种国产涡喷发动机。
涡喷-5是一种离心式、单转子、带加力式航空发动机,属于第一代喷气发动机。
首批涡喷-5发动机在1956年6月通过鉴定,开始投入批量生产。
截至1985年涡喷-5系列发动机停产,沈阳航空发动机厂和西安航空发动机厂共生产9658台,主要用于米格-15系列和国产歼-5系列战斗机。
涡喷-5发动机的研制成功,标志着中国航空发动机工业已从制造活塞式发动机时代发展到了喷气式发动机的时代,成为了当时世界上为数不多的几个可以批量生产喷气式发动机的国家之一。
涡喷-5发动机净重989公斤,最大推力状态26千牛(2650公斤),加力状态推力37千牛(3800公斤)涡喷-5系列主要有以下改型:涡喷-5甲:沈阳黎明发动机公司于1957年仿制的ВК-1А发动机,命名为涡喷-5甲。
1963年开始转到西安航空发动机公司生产,1965年6月首批涡喷-5甲通过考核验收试车,8月投入批生产,用于轰-5、轰教-5及轰侦-5飞机。
涡喷-5乙:西安航空发动机公司于1966年试制成功,用于米格-15比斯飞机。
涡喷-5丙:西安航空发动机公司于1976年试制成功,用于米格-17飞机。
涡喷-5丁:西安航空发动机公司于1965年试制成功,用于歼教-5飞机。
涡喷-6是沈阳发动机厂在苏制PA-9B喷气发动机基础上仿制并发展而形成的一个发动机系列型号。
涡喷-6于1959年7月定型,是中国首型超音速航空发动机,属于轴流式单转子带加力燃烧室的涡轮喷气发动机。
1984年沈航首次将中国独创的沙丘驻涡火焰稳定器(北航高歌发明)成功应用于涡喷-6的改进型,彻底解决了PA-9B所固有的振荡燃烧现象。
涡喷-6系列发动机是产量最大国产航空发动机,总产量高达29316台,主要用于歼-6系列和强-5系列国产战机,目前仍有相当数量在役。
最主要的是沈阳航空发动机厂研制的涡喷6甲和成都航空发动机厂研制的涡喷6A/B性能:直径:0.6686 米、长度:2.91 米、净重:708.1公斤空气流量:43.3 公斤/秒转速:11150 转/分增压比:7.14涡轮前温度:870摄氏度耗油率:1.63公斤/公斤/小时推力:3187公斤推重比:4.59WP-6为我国首型超音速航空发动机。
航空燃气涡轮发动机概述
航空燃气涡轮发动机概述航空燃气涡轮发动机是现代航空工业中最重要的动力装置之一、它具有高效率、高功率密度和高可靠性等优点,被广泛应用于各类飞机中。
本文将概述航空燃气涡轮发动机的工作原理、结构组成、分类、性能指标以及未来发展方向等内容。
航空燃气涡轮发动机的工作原理基于燃烧室内的燃气推动涡轮。
它由压气机、燃烧室和涡轮组成。
首先,压气机将空气压缩,提高其温度和压力。
然后,压缩空气进入燃烧室,与燃料混合并燃烧,产生高温高压的燃气。
最后,高压燃气通过涡轮使其旋转,产生推力,并从尾喷管排出。
可见,航空燃气涡轮发动机的工作原理是通过涡轮驱动压气机,提供压缩空气并将其推向尾喷管。
航空燃气涡轮发动机的结构组成包括压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管和附属系统等。
压气机主要通过叶片的旋转将空气压缩,提高其温度和压力。
燃烧室用于将燃料与压缩空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气。
涡轮通过燃气的膨胀驱动压气机,使其继续工作,并产生推力。
尾喷管用于将高压燃气排出,并产生反作用力。
附属系统包括供油系统、冷却系统和控制系统等,用于保证发动机的正常运行。
航空燃气涡轮发动机可以根据压气机的工作循环分类为单转子和双转子发动机。
单转子发动机只有一个压气机和一个涡轮,如连杆式发动机。
双转子发动机具有两个对称的压气机和涡轮,如军用飞机上常用的分段式发动机。
根据尾喷管的形式,航空燃气涡轮发动机还可分为直喷式和径向喷管式。
航空燃气涡轮发动机的性能指标主要包括推力、燃油消耗率、比功率、绕程推力比和起动性能等。
推力是发动机提供的推动力量,决定飞机的加速能力和最大速度。
燃油消耗率是单位推力下消耗的燃油量,直接影响飞机的航程和经济性。
比功率是单位发动机质量下产生的推力,用于衡量发动机的功率密度。
绕程推力比是发动机在巡航状态下产生的推力与起飞推力的比值,用于衡量发动机的高空巡航性能。
起动性能包括发动机的起动时间和起动能力,在冷启动和热启动时对飞机的起飞和复飞具有重要影响。
第一章 涡轮发动机分类及其性能指标
二. 双轴涡轮喷气发动机(two-spool turbojet)
与单轴涡喷发动机相比,其进气道、燃烧室和尾喷管是一样的,产生反作用 力的原理也完全相同。所不同的是:压气机分成低压压气机和高压压气机,涡轮 也分为高压涡轮和低压涡轮。高压压气机和高压涡轮由一根轴联接形成高压转子, 低压压气机机和低压涡轮由一根轴联接形成低压转子。 人们习惯将燃气轮机的高压转子部分称为核心机,核心机可作为燃气发生器。 在双轴燃气轮机中的核心机(高压转子)并不是它的燃气发生器,双轴燃气轮机 的燃气发生器部分还应该包括低压压气机和低压涡轮。因此,核心机与燃气发生 器是二个不同的概念。
单轴涡轮喷气发动机
压气机、燃烧室和涡轮的组合称为燃气发生器, 其作用是产生高温高压的燃气。 发动机工作时,外界空气流入进气道,在较大的飞行速度下气流经过进气道时速 度减小而压力提高;气流流过压气机时进一步增压,特别是在低速飞行时,压气机是 增压气流的主要部件;燃烧室利用燃油燃烧时放出的热量对气流加热;从燃烧室流出 的高温高压气流推动涡轮旋转,涡轮与压气机之间有轴联接,涡轮发出的功率提供给 压气机;涡轮出口的气流仍具有较高的压力和温度,流经尾喷管时压力减低而速度增 高。
吸气式发动机用途
亚燃冲压发动机及其组合动力主要用于:超音速导弹、无人 机的动力装置。 超燃冲压发动机及其组合动力主要用于:高超音速巡航导 弹; 高超音速飞机; 跨大气层飞行的空天飞机的动力装置, 目前尚处于研究阶段。 脉冲式发动机及其组合动力:主要用于导弹、无人机的动力 装置,目前尚处于研究阶段。
涡轮喷气发动机与活塞式发动机的比较
相同之处 (1) 均以空气和燃气作为工作介质。 (2)它们都是先把空气吸进发动机,经过压缩 增加空气的压力,经过燃烧增加气体的温度, 然后使燃气膨胀作功。燃气在膨胀过程中所作 的功要比空气在压缩过程中所消耗的功大得多。 这是因为燃气是在高温下膨胀的,于是就有一 部分富余的膨胀功可以被利用。 不同之处 (1)进入活塞式发动机的空气不是连续的;而 进入燃气轮机的空气是连续的。 (2) 活塞式发动机中喷油燃烧是在一个密闭 的固定空间里,称为等容燃烧,而燃气轮机则 在前后畅通的流动过程中喷油燃烧,若不计流 动损失,则燃烧前后压力不变,故称为等压燃 烧。
【航空航天】喷气发动机(共10页)
[编辑]涡轮喷气式发动机完全采用燃气喷气产生推力的喷气发动机是涡轮喷气发动机。
这种发动机的推力和油耗都很高。
适合于高速飞行。
也是最早的喷气发动机。
[编辑]离心式涡轮喷气发动机使用离心叶轮作为压气机。
这种压气机很简单,适合用比较差的材料制作,所以在早期应用很多。
但是这种压气机阻力很大,压缩比低,并且发动机直径也很大,所以现在已经不再使用这种压气机。
[编辑]轴流式涡轮喷气发动机使用扇叶作为压气机。
这样的发动机克服了离心式发动机的缺点,因此具有很高的性能。
缺点是制造工艺苛刻。
现在的高空高速飞机依然在使用轴流式涡喷发动机。
[编辑]涡轮风扇发动机一台涡扇发动机的一级压气机主条目:涡轮风扇发动机在轴流式涡喷发动机的一级压气机上安装巨大的进气风扇的发动机。
一级压气机风扇因为体积大,除了可以压缩空气外,还能当作螺旋桨使用。
涡轮风扇发动机的燃油效率在跨音速附近比涡轮喷气发动机要高。
[编辑]涡轮轴发动机涡轮喷气发动机(Turbojet)(简称涡喷发动机)[1]是一种涡轮发动机。
特点是完全依赖燃气流产生推力。
通常用作高速飞机的动力。
油耗比涡轮风扇发动机高。
涡喷发动机分为离心式与轴流式两种,离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利,但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第一次上天,没有参加第二次世界大战,轴流式诞生在德国,并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。
相比起离心式涡喷发动机,轴流式具有横截面小,压缩比高的优点,但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。
当今的涡喷发动机均为轴流式。
一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解(浅蓝色箭头为气流流向)图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口目录[隐藏]∙ 1 结构o 1.1 进气道o 1.2 压气机o 1.3 燃烧室与涡轮o 1.4 喷管及加力燃烧室∙ 2 使用情况∙ 3 基本参数∙ 4 参见条目∙ 5 参考文献[编辑]结构离心式涡轮喷气发动机的原理示意图图片注释: 顺时针依次为: 离心叶轮(压缩机),轴,涡轮机,喷嘴,燃烧室轴流式涡轮喷气发动机的原理示意图图片注释: 顺时针依次为: 压缩机,涡轮机,喷嘴,轴,燃烧室[编辑]进气道轴流式涡喷发动机的主要结构如图,空气首先进入进气道,因为飞机飞行的状态是变化的,进气道需要保证空气最后能顺利的进入下一结构:压气机(compressor)。
飞机涡轮发动机四种类型简介
涡轮发动机四种类型简介
涡轮喷气发动机:又称空气涡轮喷气发动机,是以空气为氧化剂,靠喷管高速喷出的燃气产生反作用推力的燃气涡轮航空发动机,简称“涡喷”。
装备该发动机的飞机即为喷气飞机。
该发动机须由压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管几大部件构成。
推力用牛或千克表示。
涡轮螺旋桨发动机:从涡喷发动机派生而来,是一种由螺旋桨提供拉力和喷气反作用提供推力的燃气涡轮航空发动机。
其主要部件比涡喷多了一组螺旋桨,它由涡轮驱动。
该发动机简称“涡桨”。
特点是推力大、耗油省,大多用于运输机,海上巡逻机等机种。
功率用当量马力表示。
涡轮轴发动机:从涡喷发动机派生而来,是一种将燃气通过动力涡轮输出轴功率的燃气涡轮航空发动机。
其工作特点是几乎将全部可用能量转变为轴功率输出,高速旋转轴通过减速器用来驱动直升机的旋翼及尾桨。
其功率用轴马力来表示。
是当代直升机的主要动力装置。
涡轮风扇发动机:从涡喷发动机派生而来,是一种由喷管排出燃气和风扇排出空气共同产生反作用推力的燃气涡轮航空发动机。
其主要部件比涡喷发动机多了一个风扇。
该发动机简称“涡扇”或“内外涵发动机”。
一部分推力靠喷管中高速喷出的燃气产生,另一部分推力由风扇推动的空气反作用力产生。
特点是推力大,耗油省。
常用于现代客机、运输机、战斗机、轰炸机。
1航空燃气涡轮发动机概述
(3)涡轮螺旋浆发动机
涡轮螺旋桨发动机
由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成,在它们之间还安 排了一个减速器
涡轮螺旋桨发动机的工作原理
螺旋桨产生拉力 气体流过发动机时产生反作用推力
在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率, 所以 它在低亚音速飞行时的经济性较好
发动机损失的能量:
N
Np
Ga
c52
c02 2
Ga (c5
c0 )c0
每公斤气流损失的能量:
c52
c02 2
(c5
c0 )c0
(c5
c0 )2 2
排气速度与飞行速度相差越大,动能损失越多
三、总效率
定义:加入燃烧室的燃油完全燃烧时放出 的热量,有多少转变为推进功。
0
摩擦降低了总压,热阻损失降低了总温
第三节 涡轮喷气发动机推力和 效率(*)
一、推力的产生
气流流过发动机时,发动机的内壁及各部件对气体 施加作用力,使其动量发生变化,而气体必然同时 给予发动机及各部件以反作用力。这些反作用力在 轴向分力的合力,即推力。
推力:提供给飞机,克服飞机前进阻力或使飞机 加速而作功的力。
sfc 3600G f 3600G f
F
Ga Fs
HuG f Gaqs
Hu为燃油的热值(kJ/kg)
qs
Fs c0
0
sfc 3600c0
Hu0
Sfc与总效率、飞行速度有关
(三)使用性能指标
发动机的可靠性 起动迅速可靠
从静止加速到慢车状态的过程 加速性
从慢车加速到最大转速所需的时间 发动机的寿命
民用航空燃气涡轮发动机简介
《民航概论》课程作业民用航空涡轮喷气发动机各部件简介及其工作原理姓名:***学院(系):民航(飞行)学院专业:*************班级:0710103学号:******************二О一二年十二月二十四日民用航空涡轮喷气发动机各部件简介及其工作原理民用航空自开始以来,随着时代的变迁和人们生活水平的提升,正处于高速发展状态。
各经济发展较迅速的国家均争相发展自己的航空航天产业,民用航空则是一个关系民生的重要组成部分。
我国自1920年开通第一条航线以来,民航正处于跨越式发展阶段,无论是投入还是硬件设施,足以与发达国家相聘美。
然而发动机作为飞机的心脏,一直是遏制民航发展的一个瓶颈。
作为南京航空航天大学民航学院的一名学生,在学习了民航概论,飞行原理等课程后,通过参考各种文献和书籍,我在这仅其中的很小一部分,即航空涡轮喷气发动机发表自己的一些浅薄认知。
民用航空发动机作为飞机的核心,关系着整架飞机的运行及安全。
喷气涡轮发动机共由五部分组成:进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管。
每一个部分各自发挥着作用,又相互影响,相互制约。
1.进气道在民用航空中发动机一般是一个独立的整体,进气道也几乎与机身有一定间隔,并非作为一体化设计,当然也有将发动机与机身进行一体化设计的,一般在军用飞机中较为常见。
进气道作为发动机的起始部分,有着非常重要的作用,对整台发动机的工作有着重要的影响,甚至可以说,如果进气道出问题,整台发动机都不能工作甚至毁坏。
进气道的作用大致为:在各种状态下,将足量的空气以最小的流动损失,顺利地引入压气机;当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时,通过冲压压缩空气,提高空气的压力;在所有飞行条件和发动机工作状态下,进气道的增压过程避免过大的空间和时间上的气流不均匀性,以减少风扇或压气机喘振和叶片振动的危险;进气道的外阻力应尽可能小。
进气道有两种,分别是亚音速进气道和超音速进气道。
在民用航空中,安全始终是放在首要地位,因此绝大部分民用客机是工作在亚音速阶段。
燃气涡轮发动机(第二版)第3章
(2)大气温度
飞行速度保持不变时,大气 温度越低,空气越易于压缩,冲 压比越大;反之,大气温度越高, 冲压比越小。 飞行高度变化时,冲压 比是否变化,取决于大气温度的 变化。在11000米高度以下,飞行 高度升高时,大气温度降低,冲 压比增大;在11000米高度以上, 飞行高度改变时,大气温度保持 不变,冲压比也就保持不变。在 没有流动损失的情况下,冲压比 随飞行高度变化的情形,如图2— 5的曲线所示。
影响冲压比的因素
• 影响冲压比的因素有飞行速度(V)、大气温度(T0)和流动损 失。下面进行分析。 • (1)飞行速度 • 大气温度不变时,飞行速度越大,空气流过进气道时速度降 低得越多,有更多的动能用来提高空气的压力,所以飞行速 度增大时冲压比增大。 • 图2—4的曲线表示在没有流过损失的情况下。冲压比随飞行 速度变化的情形。图上表明,飞行速度增大时,冲压比增大, 而且飞行速度越大,冲压比增加得越快
燃气涡轮发动机(第二版)
第3章 发动机部件 刘成英
• 航空燃气涡轮喷气发动机主要由进气道(Intake)、压气 机(compressor)、燃烧室(combustion chamber)、涡 轮(turbine)、喷管(Exhaust)等部分构成。
•
3.1
• 3.1.1 1.类型 类型和参数
进气装置
安装在叶轮的进口处, 其通道是收敛形的
功用
使气流拐弯并以一定 方向均匀进入工作叶 轮, 以减小流动损失 此过程中气流加速, 防止出现拐弯分离流
气流参数变化
空气在流过它时速度 增大,而压力和温度 下降
叶轮:
1. 单面叶轮 2. 双面叶轮 叶轮高速旋转,对流过的空气做功,加速空气的 流速,同时提高空气压力。
压气机特性实验
详解航空涡轮发动机
详解航空涡轮发动机(一)【字体大小:大中小】引言古往今来,人类飞上天空的梦想从来没有中断过。
古人羡慕自由飞翔的鸟儿,今天的我们却可以借助飞机来实现这一理想。
鸟儿能在天空翻飞翱翔,靠的是有力的翅膀;而飞机能够呼啸驰骋云端,靠的是强劲的心脏——航空涡轮发动机。
航空涡轮发动机,也叫喷气发动机,包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机等几大类,是由压气机、燃烧室和涡轮三个核心部件以及进气装置、涵道、加力燃烧室、喷管、风扇、螺旋桨和其它一些发动机附属设备比如燃油调节器、起动装置等组成的。
其中,压气机、燃烧室和涡轮这三大核心部件构成了我们所说的"核心机"。
每个部件的研制都要克服巨大的技术困难,因而航空涡轮发动机是名副其实的高科技产品,是人类智慧最伟大的结晶,其研制水平是一个国家综合国力的集中体现。
目前世界上只有美、俄、法、英等少数几个国家能独立制造拥有全部自主知识产权的航空涡轮发动机。
2002年5月,中国自行研制的第一台具有完全自主知识产权、技术先进、性能可靠的航空涡轮发动机——"昆仑"涡喷发动机正式通过国家设计定型审查,它标志着我国一跃成为世界第五大航空发动机设计生产国。
"昆仑"及其发展型完全可以满足今后若干年内我军对中等偏大推力涡喷发动机的装机要求,将来在其基础上发展起来的小涵道比涡扇发动机还可以满足我国未来主力战机的动力要求,是我国航空涡轮发动机发展史上的里程碑。
要了解航空涡轮发动机,首先要从它的最关键部分--核心机开始。
核心机包括压气机、燃烧室和涡轮三个部件,它们都有受热部件,工作条件极端恶劣,载荷大,温度高,容易损坏,因此航空涡轮发动机的设计重点和瓶颈就在于核心机的设计。
详解航空涡轮发动机(二)【字体大小:大中小】压气机压气机的作用是将来自涡轮的能量传递给外界空气,提高其压力后送到燃烧室参与燃烧。
因为外界空气的单位体积含氧量太低,远小于燃烧室中的燃油充分燃烧所需的含氧量。
涡轮喷气发动机
涡轮喷气发动机引言涡轮喷气发动机(Turbojet Engine)是一种常见的航空发动机,它是通过喷气推力产生动力的。
涡轮喷气发动机采用涡轮和压缩机的组合,将空气压缩并加热,然后通过喷射高速喷气来推动飞机。
发动机原理涡轮喷气发动机的原理基于牛顿第三定律,即每个动作都会有相等而反向的反作用力。
发动机通过喷射大量高速喷气产生巨大的推力,从而推动飞机向前运动。
涡轮是涡轮喷气发动机的核心组件之一,它通过高速旋转的扇叶将空气压缩,并产生动力。
在排出喷气的同时,涡轮也会产生一个反作用力,从而推动飞机向前。
工作过程涡轮喷气发动机工作过程包括四个基本步骤:压缩、燃烧、喷气和排气。
首先,涡轮喷气发动机的压缩器会将进气的空气压缩到很高的压力。
这是通过一系列的轴、叶片和转子来完成的。
压缩会使空气更加密集,为后续步骤提供更好的条件。
接下来,经过压缩的空气进入燃烧室,与燃料混合并点燃。
这个过程释放出大量的能量,使燃气的温度和压力迅速增加。
燃烧室内的压力会增加,推动涡轮旋转。
然后,高温、高压的燃气通过喷嘴喷出,产生高速喷气。
这个过程是通过涡轮的能量转移实现的。
喷射的喷气产生了反向的反作用力,从而推动飞机向前。
最后,燃气通过排气管排出,并将剩余的喷气释放到大气中。
排气过程的设计可以降低噪音和提高发动机效率。
特点和应用涡轮喷气发动机具有以下特点和应用领域:1. 高推力:涡轮喷气发动机的喷气速度非常高,可以提供强大的推力,使得飞机能够快速加速和爬升。
2. 高效率:通过喷气引擎的工作原理和设计优化,涡轮喷气发动机具有较高的燃烧效率和推力效率。
3. 高温和高速:涡轮喷气发动机的工作过程中涉及高温和高速运转,对材料和设计要求较高。
4. 应用广泛:涡轮喷气发动机广泛应用于民用和军用飞机,包括客机、货机、战斗机、直升机等。
发展和趋势涡轮喷气发动机自20世纪40年代以来一直在不断发展和改进。
随着技术的进步和工程手段的提高,涡轮喷气发动机的推力、效率和可靠性不断提高。
航空发动机总资料
第一章概论航空发动机可以分为活塞式发动机(小型发动机、直升飞机)和空气喷气发动机两大类型。
P3空气喷气发动机中又可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不带压气机的冲压喷气发动机(构造简单,推力大,适合高速飞行。
不能在静止状态及低速性能不好,适用于靶弹和巡航导弹)。
涡轮发动机包括:涡轮喷气发动机WP,涡轮螺旋桨发动机WJ,涡轮风扇发动机WS,涡轮轴发动机WZ,涡轮桨扇发动机JS。
在航空器上应用还有火箭发动机(燃料消耗率大,早期超声速实验飞机上用过,也曾在某些飞机上用作短时间的加速器)、脉冲喷气发动机(用于低速靶机和航模飞机)和航空电动机(适用于高空长航时的轻型飞机)。
P4燃气涡轮发动机是由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等主要部件组成。
由压气机、燃烧室和驱动压气机的涡轮这三个部件组成的燃气发生器,它不断输出具有一定可用能量的燃气。
涡桨发动机的螺桨、涡扇发动机的风扇和涡轴发动机的旋翼,它们的驱动力都来自燃气发生器。
按燃气发生器出口燃气可用能量的利用方式不同,对燃气涡轮发动机进行分类:将燃气发生器获得的机械能全部自己用就是涡轮喷气发动机;将燃气发生器获得的机械能85%~90%用来带动螺旋桨,就是涡桨发动机;将获得的机械能的90%以上转换为轴功率输出,就是涡轮轴发动机;将小于50%的机械能输出带动风扇,就是小涵道比涡扇发动机(涵道比1:1);将大于80%的机械能输出带动风扇,就是大涵道比涡轮风扇发动机(涵道比大于4:1)。
P5航空燃气涡轮发动机的主要性能参数:1.推力,我国用国际单位制N或dan,1daN=10N,美国和欧洲采用英制磅(Pd),1Pd=0.4536Kg,俄罗斯/苏联采用工程制用Kg,1Kg=9.8N;2.推重比(功重比),推重比是推力重量比的简称,即发动机在海平面静止条件下最大推力与发动机重力之比,是无量纲单位。
对活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机则用功重比(功率重量比的简称)表示,即发动机在海平面静止状态下的功率与发动机重力之比,KW/daN;3.耗油率,对于产生推力、的喷气发动机,表示1daN推力每小时所消耗的燃油量单位Kg/(daN·h),对于活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机来说,它表示1KW功率每小时所消耗的燃油量单位Kg/(kw·h);4.增压比,压气机出口总压与进口总压之比,飞速较高增压比较低,低耗油率增压比较高;5.涡轮前燃气温度,是第一级涡轮导向器进口截面处燃气的总温,也有发动机用涡轮转子进口截面处总温表示,发动机技术水平高低的重要标志之一;6.涵道比,是涡扇发动机外涵道和内涵道的空气质量流量之比,又称流量比。
1航空燃气涡轮发动机概述
1航空燃气涡轮发动机概述航空燃气涡轮发动机是一种常用于商用飞机、军用飞机和直升机的发动机类型。
它的核心部件是一个由高速旋转的轴上的叶片构成的压气机和一个由燃烧室和涡轮组成的烟尘,以及用于传递动力给飞机的推力装置。
下面将对航空燃气涡轮发动机的工作原理、组成部分和应用进行详细的概述。
航空燃气涡轮发动机的工作原理基于牛顿第三定律,即每个动作都有一个相等且相反的反作用力。
在航空燃气涡轮发动机中,空气经过压气机被压缩,然后与燃料混合并点燃,产生高温高压的气流。
这个气流推动涡轮旋转,在经过燃气涡轮之后,一部分动能被传递给了高速旋转的轴,使得轴和涡轮一起旋转。
最后,涡轮的旋转运动转化为向后的推力,推动飞机前进。
航空燃气涡轮发动机通常由几个主要组成部分组成。
首先是压气机,它由多个叶片组成,旋转时将空气压缩,增加了气体的压力和密度。
接着是燃烧室,它是一个容纳燃料和空气混合物并进行燃烧的区域。
在燃烧室中,燃料通过喷嘴喷入,并在点燃器的作用下点燃。
燃烧的产物是高温高压的气流。
这个气流通过与旋转的涡轮接触,使得涡轮旋转并将动能传递给后方的轴。
最后,涡轮的旋转运动产生的推力由推力装置传递给飞机。
航空燃气涡轮发动机具有许多优点,使其成为航空领域中最常用的发动机类型之一、首先,它具有较高的功率密度,可以为飞机提供足够的推力,以实现高速飞行。
其次,它的反应速度非常快,能够迅速响应飞行任务的要求。
此外,航空燃气涡轮发动机还具有良好的可靠性和耐久性,能够在艰苦的环境条件下进行长时间的工作。
航空燃气涡轮发动机主要应用于商业航空和军事航空中。
在商业航空领域,它被广泛用于大型客机和货机,为它们提供强大的动力和较高的巡航速度。
在军事航空领域,航空燃气涡轮发动机被用于战斗机、轰炸机和直升机等各种类型的飞机上,以提供超音速飞行和快速加速的能力。
总而言之,航空燃气涡轮发动机是一种在航空领域中广泛应用的发动机类型。
它的工作原理基于牛顿第三定律,通过利用空气的压缩和燃烧产生的气流来产生推力,驱动飞机飞行。
《航空发动机涡喷涡扇系列》
2970 780
1.84
0.8
9 TFE1042-70
4115
2680
6.81
Ø591
3561 617
2.1
0.816
10 AI-25 TLK
1690
4.9
Ø990
3350 350
11 D-30KP-2
-
11770
12 F-119
13 WP-6
3187
2550
Ø
14 WP-7A
6000
4300
5.22
耗油 kg/kg.n(加力/最大) 1.87/0.95 2.25/0.96 1.97/0.84 1.97/0.84 2.03/1.01 1.96/0.97 2.03/0.87
备注 F-7、F-8 米格-21M F-104G F-4E 幻影 III 幻影 F-1 幻影 2000
序号 1 2 3 4 5 6 7
备注
J-11 J-10 Mig-29 JF-17/FC-1 JH-7A L-11 K-8 L-15 T-45A T-45 K-8 H-6K F-22 Q-5 飞机 J-7 Mig21 J-8 J-7 JL-9 J-8III
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C-130 UH-60 SR-71 X-23
SR-7GEAE双涵道发动机(DBE)/普惠变流路控制发动机 (VSCE) Single annular combustor
Single annular combustor 第 1 页,共 1 页
Boeing777
备注
Type 型 态 Length 长 度 Diameter 直 径 Dry weight 干 重 Maximum thrust 最大推力 Intermediate thrust 中间推力/巡航推力 Overall pressure ratio 总增压比/总压比 Thrust-to-weight ratio 推重比/推力重量比 Bypass ratio 涵道比/旁通比 Air mass flow 总气流量 Turbine inlet temperature 涡前/涡轮进口温度 HP.Spool shaft-speed 高压转子转速 LP.Spool shaft-speed 低压转子转速 Specific fuel consumption(w/o / full 燃油消耗率(加力推力) afterburner) 燃油消耗率(巡航推力) Specific fuel consumption(Military thrust) Reliability/Durability/Airworthiness 可靠性/耐久性/适航性 Overhaul interval 翻修间隔 Service life 寿命 名称 英文 Piston Engine 活塞发动机 Turbojet Engine 涡轮喷气发动机 Turbofan Engine 涡轮扇发动机 Turboprop Engin 涡轮螺旋桨发动机 Tuboshaft Engine 涡轮轴发动机 Ramjet Engine 冲压式喷气发动机 Variable Cycle Engin,VCE 变循环发动机 压缩机 燃烧室(环形) 涡轮 Compressor Combustors(annular) Turbine
燃气涡轮引擎技术参数/Gas turbo Engine specs
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 性能参数 Specifications 单位 — mm mm kg kN / kg / daN kN / kg / daN a:1 a:1 a:1 kg/s °C / K / °F kr/min kr/min kg/(daN.h) kg/(daN.h) — h h 应用 HS-5 WP-13 GE90 WJ-6C T56-1A WZ-9 T700-GE-701 P&W-J58 GE-F120 Y-5 JL-9