01-1航空发动机原理绪论1.0
航空发动机原理范文
航空发动机原理范文首先,进气阶段是航空发动机的第一步。
在飞机飞行过程中,大气通过飞行器外壳的进气道进入发动机。
进入发动机之前,空气必须被滤净以避免杂质对发动机的损坏。
进入发动机后,空气经过旋转的风扇或压气机进行进一步的压缩。
第二,压缩阶段是航空发动机的一个关键步骤。
在压缩阶段,空气被送入到多级压气机中,从而被加压到高压状态。
压缩空气会经过多层叶片和驻涡器,逐渐提高空气的压力和密度。
通过这个过程,压缩阶段将空气压缩到一定的程度,为后续的燃烧阶段创造了更好的条件。
第三,燃烧阶段是航空发动机的核心步骤。
在燃烧室中,压缩的空气与燃料混合并点燃。
点燃后,燃料会燃烧产生高温高压的燃烧气体。
这些燃烧气体的高温高压能源将驱动涡轮,推动发动机的运转。
同时,燃烧产生的废气也会通过喷流推动发动机向前行进,产生推力。
最后,排气阶段是航空发动机的最后一个步骤。
在排气阶段,燃烧后的废气会通过喷嘴排出。
由于喷嘴的设计,排气的喷射速度比空气的速度快,从而产生了一个后向的喷流。
通过喷流的反作用力,发动机向前产生了推力,推动了整个飞机向前。
除了上述的工作阶段,航空发动机还有一些辅助的系统,如燃油系统、冷却系统和起动系统等,用于支持发动机的正常运行。
燃油系统提供燃料以供燃烧;冷却系统冷却高温的发动机部件;起动系统将发动机启动。
总结起来,航空发动机的工作原理可简单概括为进气-压缩-燃烧-排气的循环过程。
通过将空气压缩、燃烧和排气,航空发动机能够产生高温高压的燃烧气体,推动涡轮并向前产生推力。
这种原理使得飞机能够以高速飞行,并实现长时间的飞行任务。
航空发动机的不断改进和创新也推动了飞机的性能提升以及航空业的发展。
航空发动机工作原理
航空发动机工作原理
航空发动机是现代飞机的核心部件之一,它的工作原理基于热力循环和喷气推进的原理。
下面将阐述航空发动机的工作原理,以及其主要组成部分的功能和作用。
航空发动机通过燃烧内燃机燃料,产生高压高温的气体,并将其排出,产生向后的推力,从而使飞机获得动力。
整个过程可以简要地分为以下几个步骤:
1. 压气机:航空发动机的压气机主要负责将空气压缩,以提高进气量和气体压力。
压气机由多级转子叶片组成,通过转子的旋转来增压。
2. 燃烧室:压缩后的空气经过喷油器喷入燃烧室,与燃料混合并点火燃烧。
燃料燃烧产生的高温高压气体通过增大压力和温度来释放更多能量。
3. 高压涡轮:高温高压气体通过高压涡轮,使其转动,驱动压气机和涡轮扇叶。
4. 喷气扇:喷气扇位于发动机前端,是航空发动机产生推力的重要组成部分。
其主要作用是将一部分空气通过扇叶加速排出喷管,产生向后的推力。
同时,喷气扇还能通过副扇气流提供辅助推力。
5. 喷管:喷管是航空发动机的尾部部分,其形状和尺寸对喷气流产生限制和控制,进一步提高推力效率。
通过以上的工作原理,航空发动机能够在短时间内产生大量的推力,使飞机获得前进的动力。
为了提高效率和性能,航空发动机还采用了涡轮增压器、可变导向喷管、燃油喷嘴等辅助装置。
总之,航空发动机的工作原理基于热力循环和喷气推进的原理,通过压缩空气、燃烧燃料、喷出高速气流,产生向后的推力,为飞机提供动力。
航空发动机基本原理PPT课件
第51页/共82页
第52页/共82页
第53页/共82页
第54页/共82页
第55页/共82页
第56页/共82页
第57页/共82页
带有外涵道的桨扇发动机
第58页/共82页
第59页/共82页
新型的HK-93涵道浆扇发动机(俄罗斯)
优点:涵道比大,省油; 增加10%推力; 减少噪音。 缺点:造价提高。
第60页/共82页
第61页/共82页
第62页/共82页
第63页/共82页
9.真空能发动机
现代物理学认为:真空不是一无所有,“真空 是物质的凝聚态”(李政道语),真空是能量海,蕴藏 着极大的能量。有人说1立方厘米真空里面含有 1095克的能量,通过质能互换定理(E=mc2),可以 把真空中的能量看成无穷大。
第40页/共82页
第41页/共82页
第42页/共82页
6.涡轮轴发动机(功率大,直升机用)
动力输出
高压压气机
回流燃烧系统
低压压气机
普通涡轮
自由动力涡轮
进气道 双轴涡轮轴发动机(带自由动力涡轮的)
燃烧室
第43页/共82页
第44页/共82页
第45页/共82页
7.涡轮螺旋桨发动机(噪音小,寿命长,中低速飞机用)
小平同志亲自批示,太行发动机正式立项。 2009年,吴大观在北京去世。
第35页/共82页
5.涡轮风扇发动机(油耗低,难度高,大型民用客机用)
靠涡轮驱动
冷却引擎,降 低引擎噪音
靠涡轮驱动
中心轴
第36页/共82页
非加力式涡扇发动机
第37页/共82页
第38页/共82页
加力式涡扇发动机
飞机发动机原理
飞机发动机原理管理提醒:本帖被大秦从航空航天生产与制造工艺移动到本区(2008-10-01)飞机发动机原理——涡轮螺旋桨发动机一般来说,现代不加力涡轮风扇发动机的涵道比是有着不断加大的趋势的。
因为对于涡轮风扇发动机来说,若飞行速度一定,要提高飞机的推进效率,也就是要降低排气速度和飞行速度的差值,需要加大涵道比;而同时随着发动机材料和结构工艺的提高,许用的涡轮前温度也不断提高,这也要求相应地增大涵道比。
对于一架低速(500~600km/h)的飞机来说,在一定的涡轮前温度下,其适当的涵道比应为50以上,这显然是发动机的结构所无法承受的。
为了提高效率,人们索性便抛去了风扇的外涵壳体,用螺旋桨代替了风扇,便形成了涡轮螺旋桨发动机,简称涡桨发动机。
涡轮螺旋桨发动机由螺旋桨和燃气发生器组成,螺旋桨由涡轮带动。
由于螺旋桨的直径较大,转速要远比涡轮低,只有大约1000转/分,为使涡轮和螺旋桨都工作在正常的范围内,需要在它们之间安装一个减速器,将涡轮转速降至十分之一左右后,才可驱动螺旋桨。
这种减速器的负荷重,结构复杂,制造成本高,它的重量一般相当于压气机和涡轮的总重,作为发动机整体的一个部件,减速器在设计、制造和试验中占有相当重要的地位。
涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨后的空气流就相当于涡轮风扇发动机的外涵道,由于螺旋桨的直径比发动机大很多,气流量也远大于内涵道,因此这种发动机实际上相当于一台超大涵道比的涡轮风扇发动机。
尽管工作原理近似,但涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机在产生动力方面却有着很大的不同,涡轮螺旋桨发动机的主要功率输出方式为螺旋桨的轴功率,而尾喷管喷出的燃气推力极小,只占总推力的5%左右,为了驱动大功率的螺旋桨,涡轮级数也比涡轮风扇发动机要多,一般为2~6级。
同活塞式发动机+螺旋桨相比,涡轮螺旋桨发动机有很多优点。
首先,它的功率大,功重比(功率/重量)也大,最大功率可超过10000马力,功重比为4 以上;而活塞式发动机最大不过三四千马力,功重比2左右。
航空工业发动机维护与修理技术方案
航空工业发动机维护与修理技术方案第1章绪论 (3)1.1 航空发动机概述 (3)1.2 发动机维护与修理的重要性 (4)第2章发动机维护与修理基本原理 (4)2.1 维护与修理的基本概念 (4)2.2 发动机维护与修理的策略与目标 (5)2.3 发动机维护与修理的方法与步骤 (5)第3章发动机结构及其工作原理 (6)3.1 涡轮风扇发动机结构 (6)3.1.1 总体结构 (6)3.1.2 部件结构 (6)3.2 涡轮喷气发动机结构 (6)3.2.1 总体结构 (6)3.2.2 部件结构 (6)3.3 涡轮螺旋桨发动机结构 (6)3.3.1 总体结构 (7)3.3.2 部件结构 (7)3.4 发动机工作原理 (7)第4章发动机维护管理体系 (7)4.1 发动机维护管理概述 (7)4.1.1 发动机维护管理的目标 (7)4.1.2 发动机维护管理的原则 (8)4.1.3 发动机维护管理的内容 (8)4.2 发动机维护计划的制定与实施 (8)4.2.1 发动机维护计划的制定 (8)4.2.2 发动机维护计划实施 (8)4.3 发动机维护质量控制 (9)4.3.1 维修质量控制标准 (9)4.3.2 维修质量控制措施 (9)4.3.3 维修质量反馈与改进 (9)4.3.4 维修质量监督检查 (9)第5章发动机故障诊断与预测 (9)5.1 发动机故障诊断技术 (9)5.1.1 故障树分析 (9)5.1.2 人工智能技术 (9)5.1.3 专家系统 (10)5.1.4 振动分析 (10)5.2 发动机故障预测技术 (10)5.2.1 油液分析法 (10)5.2.2 声学检测技术 (10)5.2.3 温度场监测 (10)5.3 故障诊断与预测技术的发展趋势 (10)5.3.1 大数据与云计算技术的应用 (10)5.3.2 人工智能技术的进一步发展 (10)5.3.3 多传感器信息融合技术 (10)5.3.4 无人机辅助诊断与预测 (11)第6章发动机维护操作规程 (11)6.1 维护操作基本要求 (11)6.1.1 维护人员要求 (11)6.1.2 维护场地与环境要求 (11)6.1.3 维护用材料及设备要求 (11)6.1.4 维护操作规程 (11)6.2 发动机分解与组装 (11)6.2.1 分解前的准备 (11)6.2.2 分解操作 (11)6.2.3 组装操作 (12)6.3 发动机检查与测试 (12)6.3.1 检查项目 (12)6.3.2 测试方法 (12)6.3.3 测试结果分析 (12)6.3.4 维护记录 (12)第7章发动机修理工艺与材料 (12)7.1 发动机修理工艺概述 (12)7.2 常用发动机修理工艺 (13)7.2.1 机械加工 (13)7.2.2 表面处理 (13)7.2.3 焊接 (13)7.2.4 热处理 (13)7.3 发动机修理材料 (13)7.3.1 高温合金 (13)7.3.2 铝合金 (13)7.3.3 钛合金 (13)7.3.4 不锈钢 (13)7.3.5 陶瓷基复合材料 (14)第8章发动机关键部件的维护与修理 (14)8.1 高压涡轮叶片的维护与修理 (14)8.1.1 检查与监测 (14)8.1.2 维护措施 (14)8.1.3 修理方法 (14)8.2 低压涡轮叶片的维护与修理 (14)8.2.1 检查与监测 (14)8.2.2 维护措施 (14)8.2.3 修理方法 (14)8.3 压气机叶片的维护与修理 (15)8.3.2 维护措施 (15)8.3.3 修理方法 (15)8.4 燃烧室的维护与修理 (15)8.4.1 检查与监测 (15)8.4.2 维护措施 (15)8.4.3 修理方法 (15)第9章发动机维护与修理的质量控制 (15)9.1 维护与修理质量控制的必要性 (15)9.1.1 保证航空器安全 (16)9.1.2 提高发动机使用寿命 (16)9.1.3 降低维修成本 (16)9.2 维护与修理质量控制体系 (16)9.2.1 质量控制组织架构 (16)9.2.2 质量控制流程 (16)9.2.3 质量控制措施 (16)9.3 发动机修理质量验收标准 (16)9.3.1 零部件验收标准 (17)9.3.2 功能验收标准 (17)9.3.3 安全验收标准 (17)9.3.4 质量验收流程 (17)第10章发动机维护与修理技术的发展趋势 (17)10.1 发动机维护技术的创新与发展 (17)10.1.1 智能化维护技术 (17)10.1.2 高效维护技术 (17)10.1.3 绿色维护技术 (17)10.2 发动机修理技术的发展方向 (17)10.2.1 高精度修复技术 (17)10.2.2 材料与工艺创新 (18)10.2.3 模块化修理技术 (18)10.3 绿色维护与修理技术展望 (18)10.3.1 清洁能源应用 (18)10.3.2 废弃物处理与再利用 (18)10.3.3 环保型维护与修理材料 (18)第1章绪论1.1 航空发动机概述航空发动机作为飞机的核心部件,其功能与可靠性直接关系到飞行安全及经济效益。
《航空发动机结构》PPT课件
2020/12/31
h
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
h
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。
2020/12/31
h
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
h
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。
2020/12/31
h
17
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。
航空发动机工作原理(教学课件)
工业之花
皇冠上的明珠
课程总结
航空发动机提供飞机推力,更推动工业发展 工作原理:风扇+风车+燃烧=航空发动机 核心机:压气机+燃烧室+涡轮 性能指标:推力/推重比
双歼 发 : 国是 产中 “国 太第 行一 ”代 舰 涡载 扇战 斗 机 -10H
—15
谢 谢
3.2 性能指标:发动机推重比
N
N F G F
V
发动机推力 NF G 发动机重量 G
m
P 0
A5
C5
P5
F m(C5 V ) A5 (P 5 P 0)
最简单的涡喷发动机结构示意图
目前世界上能自行设计研制飞机的国家有 近40多个,能够独立研制高性能航空发动机的 国家却只有少数几个国家。 ——只有联合国五个常任理事国
航空发动机的工作原理航空工 Nhomakorabea系:王雨峰
航空飞行的新纪元
1903年12月17日,莱特兄弟驾驶“飞行者”1号, 实现了有动力、载人、持续、稳定和可操作的 重于空气的飞行器首次升空。
谁提供了飞机的推力?
航空发动机(aero-engine),是为航空器提 供推动力或支持力的装置,是航空器的心脏。
想不想知道我是如何提供推动? 先看看生活中的智慧吧!
2.2 喷油燃烧,空气变热,能量增加
航空发动机工作原理
风车、风扇、轴一体!
2.3 热气流过风车,推动风车转动 风车转动推动风扇的转动
航空发动机工作原理
风车、风扇、轴一体!
2.4 热气流过风车后以高速喷出发动机。
3.1 发动机推力
V
m
航空发动机工作原理
航空发动机工作原理
航空发动机是飞机的心脏,是飞机能够飞行的关键设备之一。
它的工作原理是通过燃烧燃料来产生推力,从而推动飞机飞行。
下面我们来详细介绍一下航空发动机的工作原理。
首先,航空发动机的工作原理可以分为内燃机和涡轮发动机两种类型。
内燃机主要包括活塞发动机和涡轮螺旋桨发动机,它们通过燃烧燃料来驱动活塞或螺旋桨旋转,产生推力。
而涡轮发动机则是通过压气机、燃烧室和涡轮来产生推力,是现代喷气式飞机最常用的发动机类型。
其次,航空发动机的工作原理是基于热力学循环的。
内燃机通过四个循环来完成工作,分别是进气、压缩、燃烧和排气循环。
而涡轮发动机则是通过压气机将空气压缩,然后与燃料混合燃烧,最终产生高速气流推动涡轮旋转,从而产生推力。
最后,航空发动机的工作原理还涉及到许多复杂的技术,如燃烧室的设计、涡轮的材料选择、降低燃料消耗和排放的技术等。
这些技术的不断创新和发展,使得航空发动机在推力、效率和环保方面都取得了巨大的进步。
总的来说,航空发动机的工作原理是基于热力学循环的,通过燃烧燃料产生推力,驱动飞机飞行。
随着科技的不断进步,航空发动机的性能和效率将会得到进一步提升,为飞机的发展提供更强大的动力支持。
航空发动机的发展历史及工作原理
飞机开始用于军事用途,对航空发动机的需求增加。
活塞发动机时代
20世纪20年代至40 年代:活塞发动机成 为主流动力装置。
第二次世界大战期间: 活塞发动机的制造规 模和性能达到高峰。
20世纪30年代:随 着材料和制造技术的 进步,活塞发动机的 性能得到提升。
喷气发动机时代
01
02
喷气发动机
工作原理
喷气发动机通过高速喷射 燃料和空气混合物产生推 力,其工作原理与活塞发 动机截然不同。
高速飞行
喷气发动机适合高速飞行, 能够在短时间内加速至最 大速度,使飞机达到较高 的飞行速度。
广泛应用
喷气发动机广泛应用于现 代民航客机、战斗机和轰 炸机等。
涡轮发动机
工作原理
涡轮发动机利用燃气在涡轮中膨胀产生动力,驱 动压气机和风扇旋转,产生推力。
03
20世纪40年代
喷气发动机的发明,标志 着航空发动机进入新的时 代。
20世纪50年代
喷气发动机的制造技术和 材料取得突破,性能得到 显著提升。
冷战期间
喷气发动机成为军用飞机 和导弹的主要动力装置。
涡轮发动机的崛起
20世纪60年代至今
涡轮发动机在民航和军用领域得到广泛应用。
20世纪70年代
涡扇发动机的出现提高了燃油效率和推进效率。
活塞发动机
1 2
早期航空发动机类型
活塞发动机是早期飞机的主要动力来源,其工作 原理是通过燃料燃烧产生高压气体,推动活塞运 动,进而驱动螺旋桨旋转。
效率与功率
活塞发动机的效率与功率相对较低,且随着飞行 速度的增加,功率逐渐下降,限制了飞机的性能。
3
应用范围
目前活塞发动机主要用于轻型飞机、直升机和部 分小型公务机。
航空发动机原理
航空发动机原理航空发动机是飞机的心脏,是飞机能够飞行的动力来源。
它的工作原理涉及到燃烧、推进和空气动力学等多个领域,是航空工程中的重要组成部分。
本文将从航空发动机的工作原理、结构组成和发展历程等方面进行介绍。
首先,我们来了解一下航空发动机的工作原理。
航空发动机的工作原理主要是利用燃料的燃烧产生高温高压气体,通过喷射和膨胀来产生推力,从而推动飞机飞行。
而这一过程涉及到燃烧室、涡轮、喷嘴等多个部件的协同作用。
通过这种方式,航空发动机能够将燃料的化学能转化为机械能,推动飞机前进。
其次,航空发动机的结构组成也是非常复杂的。
一般来说,航空发动机包括压气机、燃烧室、涡轮和喷管等部件。
其中,压气机负责将空气压缩,提高空气的密度;燃烧室则是将燃料和空气混合并燃烧,产生高温高压气体;涡轮则是利用高温高压气体驱动,带动压气机和飞机的其他部件;喷管则是将高速高温气体喷出,产生推力。
这些部件相互协调,共同完成了航空发动机的工作。
最后,我们来看一下航空发动机的发展历程。
航空发动机的发展经历了蒸汽喷气机、涡轮喷气机、涡扇发动机等多个阶段。
随着科技的进步和工程技术的发展,航空发动机的性能不断提升,燃油效率不断提高,噪音和排放也得到了有效控制。
同时,航空发动机的结构也越来越复杂,材料和制造工艺也得到了极大的改进。
可以说,航空发动机的发展历程是航空工程领域的一部分历史,也是人类科技进步的重要标志之一。
总的来说,航空发动机是现代航空工程中的重要组成部分,它的工作原理、结构组成和发展历程都是非常值得深入研究的课题。
通过对航空发动机的深入了解,可以更好地把握航空工程的发展方向,推动航空技术的不断进步。
希望本文能够为读者对航空发动机有更清晰的认识,激发大家对航空工程的兴趣和热情。
发动机原理完整版:第一章2、3、4、5节
发动机推力大小仅仅反映飞机的推力需求, 不能反映不同推力级发动机之间的性能优 劣
例如:
GE90(BY777) F=392000N, qma=1420kg/s
D=3.524m
wp-11(无人机) F=8500N, qma=13kg/s
2021/7/13
整理课件
D=0.3m
21
一、性能指标
2、单位推力 单位:N ·s/kg
• V9 V0 0 p 1 (0.5~0.75)
• 有效功 推进功的转换必有“损失”
2021/7/13
整理课件
38
三、推进效率
• 损失 = 有效功推进功 = 1 (V V )2
29 0
• 绝对坐标系中气流以绝对速度(V9 V0)排出 发动机所带走的能量,称为“余速损失”
•
若V0 =0,则全部可用能以动能 损失在空间,不产生推进功。
飞行速度变化时,只能用总效率表示经济性
飞行速度为零时,只能用耗油率表示经济性
2021/7/13
整理课件
42
四、总效率
• 对于涡喷发动机存在矛盾 0 t h p
– 涡喷发动机将热力循环获得的 机械能全部转换为气体的动能 增量,进、排气速度差大,可 提高热效率和增加推力
– 但排气速度差大,推进效率低 ,总效率低经济性差,耗油率
整理课件
23
一、性能指标
3、推重比 FW = F / W
• 无量纲量 • 综合性指标: 反映气动热力循环的设计水平(如高单位推
力),反映结构设计水平。 • 统计:W增加1kg导致飞机重量增加2.5kg。
2021/7/13
整理课件
24
一、性能指标
3、推重比
航空发动机工作原理(教学课件)
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
航空发动机原理与构造知识点总结
航空发动机原理1 概论航空动力装置的功能是为航空器提供动力,推进航空器前进,所以航空动力装置也称为航空推进系统。
它主要包括航空发动机,以及为保证其正常工作所必需的系统和附件,如燃油系统、滑油系统、起动系统和防火系统等,通常简称为航空发动机。
1.1航空燃气涡轮发动机的基本类型目前航空燃气涡轮发动机有五种基本类型:涡轮喷气发动机、涡轮螺桨发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机和供垂直/短距离飞机用的发动机。
涡轮喷气发动机简称涡喷发动机(WP)。
从结构上讲,它由压气机、燃烧室、燃气涡轮和尾喷管四个主要部件组成(见图1-1),其特点是:涡轮只带动压气机压缩空气,发动机的全部推力来自高速喷出的燃起流所产生的反作用力。
涡轮喷气发动机经济性差高温、高速燃气由尾喷管排出,能量损失大,因此经济性差。
图1-1 涡轮喷气发动机涡轮螺桨发动机简称涡桨发动机(WJ)。
在这类发动机中,涡轮除带动压气机供给发动机所需的空气外,还带动螺桨,产生飞机前进的拉力。
由尾喷管喷出的燃起流所产生的推力只占飞机前进力的很少一部分(10%)。
从结构上讲,这类发动机还多一个部件——减速器。
涡轮风扇发动机简称涡扇发动机(WS),又称内外涵发动机。
它是介于涡喷和涡桨之间的一种发动机。
它由两个同心圆筒的内涵道和外涵道组成,在内涵道中装有涡喷发动机的部件——压气机、燃烧室和涡轮,在外涵道中装有由内涵转子带动的风扇(见图1-2)。
发动机的推力是内、外涵道气流反作用力的总和。
- 2 -外、内涵道空气流量之比称为流量比,又称涵道比。
涡扇发动机的优点是,推力大了,排出的能量小了,耗油率低。
图 1-2 涡轮风扇发动机若在涡桨发动机中,发动机输出轴不带动螺桨,而用来输出功率,例如带动直升机的旋翼、舰艇的推进器、或地面的发电机和油泵等,则这种燃气涡轮发动机称为涡轮轴发动机,简称涡轴发动机(WZ)。
1.2 航空燃气涡轮发动机性能指标涡轮发动机和涡扇发动机都是将燃气发生器的可用功用于增加流过发动机气流的动能并产生反作用推力。
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课件
空气经过多级压缩,最终达到较高的压力水平,为燃 烧做准备。
压缩比
压气机出口的空气压力与进口空气压力的比值,影响 发动机性能。
航空发动机的涡轮原理
涡轮工作
涡轮叶片在燃气作用下旋转,将燃气中的能量转 化为机械能。
动力输出
涡轮输出的机械能通过传动轴传递给压气机和其 他部件,驱动发动机运转。
涡轮效率
推力
推力是航空发动机产生的主要动力,用于克服飞机前进时所 受的阻力。推力的大小取决于发动机的转速和进气压力。
功率
功率表示发动机在单位时间内所做的功,是衡量发动机性能 的重要参数。功率与转速和扭矩有关,通常用千瓦(kW)或 马力(hp)表示。
燃油消耗率
燃油消耗率
燃油消耗率是指发动机每产生一定推 力或功率所消耗的燃油量。低燃油消 耗率意味着发动机效率高,经济性好 。
为了平衡性能和可靠性,涡轮进口温度需要进行严格控制。现代发动机采用先进的冷却技术、耐高温 材料和热管理系统来控制涡轮进口温度。
发动机排气温度
发动机排气温度
发动机排气温度是指航空发动机中燃烧 后废气的出口温度。排气温度是衡量发 动机性能和运行状态的重要参数之一。
VS
排气温度的控制
排气温度过高可能导致发动机部件的热损 伤,而排气温度过低则可能影响发动机性 能。因此,需要对发动机排气温度进行监 测和控制,以确保其在正常范围内。
航空发动机工作原理课件
目 录
• 航空发动机概述 • 航空发动机工作原理 • 航空发动机的主要部件 • 航空发动机的性能参数 • 航空发动机的维护与保养 • 未来航空发动机的发展趋势
01
航空发动机概述
航空发动机的定义与分类
总结词
航空发动机是用于产生飞行器所需动力的装置,根据工作原理和结构特点,可分 为活塞式发动机、燃气涡轮发动机和冲压发动机等。
航空发动机原理答案
航空发动机原理答案
航空发动机是飞机的心脏,是飞机能否正常运行的关键。
它的工作原理涉及到
燃烧、推进和动力传输等多个方面。
下面我们将针对航空发动机的工作原理进行详细的解析。
首先,我们来看航空发动机的燃烧原理。
航空发动机通常采用内燃式燃烧,即
将燃料和空气混合后在燃烧室内点燃,产生高温高压的燃气,然后将燃气排出,从而产生推力。
这一过程需要精确的燃烧控制和燃料供给,以确保发动机能够稳定运行。
其次,我们来看航空发动机的推进原理。
航空发动机通过喷射高速燃气产生的
动力来推动飞机前进。
这种推进原理是基于牛顿第三定律,即每个动作都有一个相等的反作用。
航空发动机产生的推力推动了飞机向前运动,同时也产生了反作用力,使飞机产生了向后的推力,从而实现了飞机的运动。
最后,我们来看航空发动机的动力传输原理。
航空发动机产生的动力需要经过
传输系统传递到飞机的其他部件上,如飞机的螺旋桨或者涡轮。
这一过程需要高效的动力传输系统来保证动力的传递效率和可靠性。
总的来说,航空发动机的工作原理涉及到燃烧、推进和动力传输等多个方面,
需要精密的设计和精确的控制。
只有充分理解航空发动机的工作原理,才能更好地保证飞机的安全和正常运行。
希望本文能够对读者有所帮助,谢谢!。
航空发动机原理 ppt课件
• 而且飞行速度越大,冲压 比增加的越快。
17
PPT课件
冲压比随飞行速度的变化
❖ 大气温度T0 ▪ 当飞行速度和损流动失一定时, 大气温度越高, 冲压比越低。
▪ 由于大气温度是随着飞行高度而变化的, 所以, 当飞行速度和流动损失一定时, 随着飞行高度的 变化, 冲压比变化规律:
❖ 防冰系统要求 ▪ 必须能有效地防止冰的生成
▪ 工作可靠,易于维护,不会过分增加重量,在工 作中不会引起发动机严重的性能损失
❖ 涡喷发动机
▪ 防冰部位:进气整流罩,前整流锥和压气机的进 气导向器
▪ 防冰方法:
• 热空气防冰 • 电加温或热空气与电加温混合型
31
PPT课件
❖ 举例:热空气防冰系统
• “太阳当空照,花儿对我笑,小鸟说早早早……”
定义
▪ 狭义:从飞机或发动机短舱进口到压气机进口的一段管道 (对于涡喷发动机) • 短舱进口到风扇进口(对于涡扇发动机)
▪ 广义:指进气系统,除了上述管道之外,还包括防喘装置、 附面层吸除装置、自动控制装置、防止外来物进入的防护装 置等
5
PPT课件
进气道的功用
19
PPT课件
亚声速进气道前方气流流动图
20
PPT课件
❖ 亚音速进气道成为超音速飞行阻碍
▪ 超音速飞行时,使用亚音速进气道会存在较强 的正激波,使总压恢复系数降低
21
PPT课件
亚声速进气道前方气流流动图
22
PPT课件
超音速进气道
❖ 超音速进气道应用 ▪ 要求从亚音速到超音速飞行范围内具有满意的 特性性能以及与发动机匹配工作 ▪ 设计和使用过程中遇到问题比亚音速复杂 ▪ 设计时精心组织激波波系,以减小激波引起的 损失
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
典型民用发动机参数
型号
WJ5 MK555 -15P CFM56 -3B GE90 Leapx
年代
C
Tt4 (K)
B
起飞 F 巡航 SFC (daN) (kg/daN.h)
1950s 1960s 1980s 1990s 2010s
7.2 15.4 23.9 39.3 40
1088 ~ 1539 1703 ~
A380-空中巨无霸
Rolls-Royce遄达900发动机
基本型的推力为311千牛,四台发动机以符合空客A380-800起飞 重量560吨的要求 发展型356千牛推力将用于A380最大起飞重量为615吨的型号
B787-空中梦幻飞机
GEnx发动机
单台推力 250-330kN
高效快捷、低污染、高舒适性
J-10
航空发动机类型发展及演变
民用大型运输机 涡扇发动机
特点: 大涵道比设计 大多采用分开排气 优点: 起飞推力大 巡航经济性好 适用: 干线客机 大型运输机
大型宽体客机
超大推力级发动机研制成功 — 双发宽体客机允许不着陆跨洋飞行
B777-300起飞总重351吨
A380-空中巨无霸
起飞总重560吨 机身长度72.9米 翼展宽度79.4米 整体高度24.2米 目前世界上唯一的全机舱 双层客舱、四通道的客机 航程约1.5万公里 最高时速可达1078.2公里 最大载客量为555人
航空发动机类型发展及演变
开放转子发动机(Open rotor)
介乎于涡扇发动机和涡桨发动机 8~10片后掠叶片组成的桨扇由涡 轮驱动 具有叶型薄、最大厚度位置后移 等特点,克服一般螺旋桨在飞行 马赫数达到 0.65 后效率就急剧下 降的缺点 其经济性优势更适用于巡航马赫 数为0.7~0.8的运输机
航空发动机设计参数变化
无论类型如何演变,燃气涡轮发动机均包 含的主要部件有:
压气机(含风扇) 燃烧室 涡轮
这些部件的设计参数的发展反映航空发动 机的设计技术水平和发展趋势
航空发动机设计参数变化
主要设计参数包括:
压气机增压比:8 38~70 涡轮前温度: 1200 1850~2100K 加力温度: 涵道比: 1800 2150K 区别于不同用途 风扇增压比: 区别于不同用途
不加力推力daN
不加力耗油率kg/daN· h
4840
~0.8
7475
0.703
7720
0.765
涵道比
风扇级数 高压压气机级数
0.34
3 7
0.81
3 9
0.65
4 9
总增压比 涡轮前温度K 推重比
装备的飞机 飞机推重比
25 1589 7.58
F-18 ~0.95
32 1728 7.32
F16(F15) 1.07
“两机”重大专项
“十三五”期间,全面启动实施航空发动机和燃气轮 机重大专项。 航空发动机专项方面,将重点聚焦涡扇、涡喷发动 机领域,同时兼顾有一定市场需求的涡轴、涡桨和 活塞发动机领域,主要研发大涵道比大型涡扇发动 机、中小型涡扇/涡喷发动机、中大功率涡轴发动机 等重点产品。 燃气轮机专项的主要目标为,2020年实现F级 300MW燃机自主研制,2030年实现H级400MW燃 机自主研制。
航空发动机类型发展及演变
涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机:
低速飞行时具有优越的经济性 适用范围:Ma < 0.6 装备于:支线客机、运输机、直升飞机
航空发动机类型发展及演变
军用超音速战斗机涡扇发动机
特点:小涵道比设计、混排、带复燃 加力 优点:加力比大,亚声巡航经济性好 适用:超音速飞机
时间12秒,高36m
喷气式燃气涡轮发动机成功发明和使用 —人类得以实现超声速飞行
高超声速
超声速
亚声速
航空发动机类型发展及演变
自上世纪40年代问世以来,航空燃气 涡轮发动机发展及演变的类型包括
涡轮喷气发动机 复燃加力涡喷发动机 涡轮螺桨发动机 涡轮轴发动机 涡轮风扇发动机 桨扇发动机 新概念发动机(自适应变循环发动机,中冷回热 齿轮传动涡扇发动机,涡轮冲压组合发动机,强 预冷多重耦合循环发动机)
航空发动机类型发展及演变
涡轮喷气发动机:
使人类实现超音速飞行 适用范围:超音速飞行的飞机 优点:高速下性能优越 缺点:低速下经济性差
航空发动机类型发展及演变
复燃加力涡喷发动机:
加力使推力增加50%-70% 扩大飞行包线 适用范围:超音速飞行的飞机 缺点:加力使经济性更差 WP13
22~23 1665 8.17
Su-27 1.1
典型第四代先进发动机参数
参 数 F119 155.7 F120 M88—1 84.8 1.840 111.19 54.40 0.81 60.0 EJ200 90.0
加力推力(kN) 加力耗油率(kg/(daN· h)) 不加力推力(kN) 不加力耗油率(kg/(daN· h))
航空发动机原理
能源与动力工程学院 航空推进系
课程特点及要求
本课程是航空动力人才培养不可缺少的必修课程,是培 养学生具备解决重大复杂系统关键技术和科学问题素质 的主干课程 本课程是我校历史上最经典的、最具深厚历史积淀的传 统课程 本课程以航空发动机为对象,运用先修课知识(工程热 力学、流体力学、叶片机原理、燃烧与燃烧室)学习和 研究发动机的工作原理和性能 采用研究型教学,总成绩比例:平时/期末考试=6/4 平时成绩包括:课程环节的主动探究( 50%)、大作业 及展示(50%) 教材及参考书
廉筱纯,吴虎,《航空发动机原理》,西 工大出版社,2006年版 朱之丽,陈敏,唐海龙,张津,陈大光,航空燃气涡轮发动机工作原理 及性能,上海交通大学出版社,2014年版
燃气涡轮发动机
燃气涡轮发动机是一种以空 气为介质,将热能转换为机 械能的动力装置 广泛应用于:航空、航海、 能源、交通等领域 航空燃气涡轮发动机是高技 术密集型产品,所涉及学科
……?
课程基本要求
1. 牢固掌握航空发动机的热能、机械能和推进 功率间相互转换的规律,了解提高发动机热 效率和推进效率的主要途径,掌握各种类型 航空发动机推力计算公式 2. 掌握各类型航空发动机的热力计算方法及其 循环参数对性能参数的影响 3. 掌握航空发动机各部件间共同工作关系和控 制规律 4. 学习各种类型航空发动机的稳态特性和典型 过渡态性能,并能运用各部件间共同工作关 系和控制规律分析发动机特性变化的原因
流体力学、固体力学、热力 学、传热学、燃烧学、转子 动力学、控制理论、气动声 学、材料学、加工工艺学等
燃气涡轮发动机的发展史
燃气涡轮发动机的发明 最早可追溯到我国古代 发 明 ( 1131-1161 年 ) “走马灯”,靠蜡烛火 焰产生的热气吹动顶部 的叶轮来带动剪纸人马 旋转 西方则把其发展归结于 一种早期的烤鸡装置 航空发动机技术在燃气 轮机领域中一直处于领 先发展地位
航空燃气涡轮发动机的发展史
航空发动机是飞机的一个重要组成部分
被比喻为是飞机的“”
英文“ENGINE ”(中译为引擎) 为克服飞行阻力提供推动力 飞机在发动机推力作用下达到一定速度 机翼才能产生足够 的升力
人类实现飞行
人类在航空领域中所取得的每一次革命性进展 无不与航空动力技术的突破相关 可靠的内燃机出 现 — 1903年莱 特兄弟飞上蓝天
~ 1.0 5. 8.4 11
2133KW 4404 13360 34250 14070
0.349* 0.815 0.67 0.55
* 起飞耗油率(单位 kg/KW.h)
大涵道比涡扇发动机技术发展节省燃料
典型第三代先进发动机参数
发动机型号 加力推力daN 加力耗油率kg/daN· h F404 7134 1.89 F100 12478 2.03 AЛ -31Ф 12260 1.96
问题???
各种类型发动机是如何工作的? 推力是如何产生的?如何提高发动机推力和工作效率? 为什么不同类型发动机具有不同适用范围? 为什么加力可以大幅度增加推力? 为什么军用和民用涡扇发动机设计参数(如涵道比) 有如此不同的设计和发展趋势? 如何设计发动机可获得更优越的性能? 在哪些条件下涡扇发动机性能为什么优于涡喷发动机?
推重比能力
总增压比 涡轮前温度(K)
涵道比 装备飞机
10
~30
lO
25~32
9~10
24.5
9~10
25
1800~2000K
变循环 F22 YF23 O.5 “阵风” O.4 EFA
涡轮前温度随年代变化及对推重比的影响
未来军机技术发展趋势
超机动性 隐身性 不加力超声速巡航能力 短距离起飞着陆能力 空天一体化
课程章节内容
第一章、航空燃气涡轮发动机的基本工作原理
(对应教材的第1、4章)
第二章、航空燃气涡轮发动机设计点热力计算
(对应教材的第5章)
第三章、发动机部件的共同工作和控制规律
(对应教材的第6章)
第四章、航空燃气涡轮发动机特性
(对应教材的第7、8章)