航空动力装置的基础知识
航空发动机原理知识点精讲
航空发动机原理知识点精讲航空发动机是现代飞机的关键动力装置，它负责提供足够的推力推动飞机向前飞行。
理解航空发动机的工作原理对于飞行员和工程师而言非常重要，因此本文将对航空发动机的一些关键知识点进行精讲。
一、航空发动机的分类航空发动机主要分为喷气式发动机和涡轮螺旋桨发动机两大类。
1. 喷气式发动机喷气式发动机是目前大多数商用飞机所采用的发动机类型。
它的工作原理是将外界空气经过压缩、燃烧和膨胀等过程，最终喷出高速气流产生反作用力推动飞机前进。
喷气式发动机具有推力大、速度快的优点，适用于中长途航班。
2. 涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机通常被用于小型飞机或者区域航班。
它的工作原理是通过一个螺旋桨传递发动机产生的推力，推动飞机前进。
涡轮螺旋桨发动机的优点是起飞距离短、速度慢，适用于短途运输和起降场地受限的情况。
二、喷气式发动机的工作原理喷气式发动机的工作原理可归纳为以下几个步骤：1. 压缩过程进气口将外界空气引入，经过多级压气机的作用，使空气被压缩到更高的压力和温度。
压缩过程有助于提高燃油的燃烧效率和推力输出。
2. 燃烧过程经过压缩后的空气进入燃烧室，在加入适量的燃油后与火花器产生火花点燃。
燃烧产生的高温高压气体通过喷嘴扩张，转化为高速的喷气流。
3. 膨胀过程高速喷气流通过涡轮，驱动压气机和辅助设备的转动，将剩余的能量转化为推力。
同时，喷气流的能量损失也引起了发动机后部的推力反作用，推动飞机向前运动。
4. 排气过程喷气流经过喷嘴排出，形成尾焰。
排气过程中，喷气流的速度也起到了降低飞机空气阻力的作用。
三、喷气式发动机的关键参数1. 推力推力是衡量发动机性能的重要参数，它指的是发动机向后喷出的气流产生的反作用力。
推力的大小与喷气流量、速度和压力等因素相关。
2. 空气压缩比空气压缩比是指进入发动机后，经过压缩阶段压力增加的比例。
较高的压缩比能提高发动机效率和推力输出。
3. 燃油效率燃油效率是指发动机在单位时间内将燃油转化为推力的能力。
第1章 航空动力装置的基础知识
总温:气体绝能阻滞到速度为零时的温度。用T*表示。
气流的总温等于静温T和动温之和。
T* T
k 1 2 k 1 2 C T 1 M 2kR 2
热障:H=11000m,M=0.8, T* =-28oC;M=3, T* = 333oC；M=5，T* =1026oC。 物理意义:描述了气流所具有的总能量大小。绝能流动时总温不变。 总压:气体绝能、无摩擦地阻滞到速度为零时气体的压力。用P *表示。 不可压流的总压等于静压与动压之和。 物理意义:描述了气流所具有的总机械能大小及气体做功的能力。绝能、无摩擦 流动时总压不变。
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飞机发动机
第一节 气体、气流的基础知识
声音的传播
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飞机发动机
第一节 气体、气流的基础知识
(3)气体的压力：气体的压力是垂直作用在壁面单位面积上的力，是气 体分子碰撞器壁的结果。用P表示。
单位:
重力制:公厂/米2；国际单位制:帕斯卡(牛顿/米2） 常用压力单位: 百帕(hpa) : 1百帕=100帕斯卡=1毫巴
千帕(kpa): 1千帕=1000帕斯卡
工程大气压(at):1工程大气压=1公斤/厘米2 物理大气压(atm):温度为15oC时，海平面上空气的平均压力。 1物理大气压=760毫米汞柱=1013百帕
1物理大气压=1.0336工程大气压
PSI: 1PSI=1磅/英寸2≈0.07公斤/厘米2 1公斤/厘米2 ≈ 14.3PSI 1 英寸/汞柱=25.4毫米汞柱
民航航空动力装置期末考试考点总复习
航空器系统和动力装置航空器系统与动力装置是飞行签派员的一门技术基础课。
内容涉及飞机机体结构、飞行载荷与飞机过载，飞机各机械系统：起落架、操纵系统、液压系统、燃油系统、座舱空调系统、应急设备，飞机电气系统，直升机基本结构与操纵系统，航空活塞动力装置，航空燃气涡轮动力装置等内容。
飞行签派员理解民用飞机机体结构特点、各系统的基本工作原理、飞机动力装置的型式、工作性能特点、以及熟悉有关故障的基本处置方法，将为保证签派员安全、准确、正常、高效地实施飞行运营计划打下良好的理论基础。
基本要求如下：1、了解民用飞机机体结构特点，结构破坏形式与强度概念；理解飞行载荷及其变化；熟悉飞机过载及影响因素。
2、了解民用飞机起落架的型式特点，减震装置、收放机构、刹车装置等的基本工作原理；理解飞机着陆减震原理，轮胎过热与防止，起落架收放动力及应急放下起落架方式，飞机滑跑刹车减速原理；基本掌握飞机重着陆与结构检查，起落架收放信号及显示，刹车方式与安全高效。
3、了解民用飞机飞行操纵面及主操纵型式；理解无助力机械式主操纵特点，液压助力式主操纵原理与大型客机主操纵方式；熟悉无助力机械式主操纵失效的处置，调整片的工作原理及操纵，襟翼、缝翼与扰流板的操纵。
4、了解民用飞机液压传动系统基本组成及工作；理解液压传动原理，单液压源与多液压源系统的供压特点；熟悉液压传动在飞机上的应用与供压安全保证。
5、了解飞机燃油系统的功能及基本组成；理解民用飞机燃油系统的型式特点；熟悉供油方式及油泵失效的处置，飞机压力加油与空中放油控制，燃油系统的工作显示。
6、了解民用飞机空调系统的要求及功能；理解空调气源及控制，调压与调温基本方法与方式，熟悉客机座舱空调参数，调温控制原理，客机座舱压力制度及调压控制压力，空调空中失效的处置。
7、了解飞机氧气系统的基本组成及工作；基本掌握机组及乘客供氧使用方法。
8、了解直升机的应用、分类与基本结构；理解直升机结构特点的分类，旋翼的型式特点，飞行操纵原理及型式；基本掌握直升机飞行姿态操纵特点及方法。
航空动力装置的基础知识
故障诊断与排除
故障识别
通过监测发动机性能参数、振动、声音等，及时发现 潜在故障并进行初步判断。
故障排除
根据故障识别结果，采取相应的措施进行故障排除， 如更换损坏部件、调整参数等。
寿命与大修计划
寿命评估
根据发动机的工作环境和运行状况，评估发动机的使 用寿命，制定合理的更换和维修计划。
大修计划
根据发动机的维修记录和性能状况，制定大修计划，包 括主要零部件的更换、全面检查和性能测试等。
06
航空发动机在飞机上的 应用
固定翼飞机发动机
固定翼飞机发动机是安装在固定翼飞 机上，为其提供飞行动力的装置。
固定翼飞机发动机需要具备高推力、 低油耗和可靠性等特性，以确保飞行 的安全和效率。
这类发动机通常采用涡轮喷气发动机、 涡轮风扇发动机或活塞发动机等类型， 根据飞机的飞行速度、高度和载重需 求进行选择。
这类发动机通常采用活塞发动机、电动机或燃料电池等类型，根据无人机的任务需 求和轻型飞机的飞行需求进行选择。
无人机与轻型飞机发动机需要具备低成本、高效率和可靠性等特性，以确保无人机 和轻型飞机的安全和性能。
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涡轮螺旋桨发动机
总结词
通过涡轮驱动螺旋桨来产生推力，具有较高的燃油效率和较低的噪音。
详细描述
涡轮螺旋桨发动机适合低速飞行和短途飞行，但结构复杂，维护成本较高。
火箭发动机
总结词
通过燃烧燃料和氧化剂来产生推力，不需要外界空气。
详细描述
火箭发动机结构简单，推力大，但燃料消耗量大，效率低，适用于航天器和导弹等应用。
尾喷管与排气系统
尾喷管
排气系统
尾喷管是航空发动机中的排气系统，它负责 将涡轮出口的高温高压燃气导向尾部并喷出。 尾喷管的设计必须能够减小阻力和噪音，同 时保证燃气能够均匀地喷出。
飞机的动力装置 ppt课件
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4.喷气式发动机
（3）燃烧室
功能：将喷嘴供应的燃油和压气机供应的空气混合燃烧释放热量，供给涡轮所需的均匀 加热的平稳高温高压燃气流。
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4.喷气式发动机
（4）涡轮
功能：高温高压燃气膨胀，将热能转换成涡轮的机械能，同时驱动压气机和附件提供功 率。在涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机它还为螺旋桨和旋翼提供轴功率。
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3.螺旋桨
2.螺旋桨的工作原理
螺旋桨由叶片组成。叶片的横断面相当于机翼的翼型，它相对于空气运动时， 把空气向后排开，空气的反作用力给它一个向前的拉力，从而推动飞机运动。
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3.螺旋桨
3.螺旋桨的变距
变距螺旋桨，就是桨叶角可以改变的螺旋桨。 飞行速度高时，桨叶角变大，增加拉力，飞行速度低时桨叶角变小。
4.螺旋桨的顺桨和逆桨
顺桨:当双发（或多发）飞机一发失效后，为减小螺旋桨的飞行阻力，使桨 叶角增加到90度左右。
反桨（逆桨）：使桨叶角减小到出现负桨叶迎角，产生负拉力，缩短着陆滑 跑距离。
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3.螺旋桨
4. 螺旋桨飞机的特点
（1）耗油低，经济性好 （2）结构简单，维护简单，可靠性好 （3）适于低速小型飞机（800公里/小时以下）
4.喷气式发动机
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发 动 机 适 用 范 围
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主要部件
航空燃气 涡轮发动机
附件系统
进气道 压气机
燃烧室 涡轮
尾喷管
燃油系统 启动系统 附件传动系统 润滑系统 控制仪表系统 冷却系统
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第六章 飞行器动力装置
第六章 飞行器动力装置
发动机安装布局
螺旋桨推进飞机的发动机一般安装位置 ➢ 螺旋桨推进飞机的发动机，一般装在机身前段和机翼上的发动短舱之内。 ➢ 单发动机的活塞式飞机的发动机都装在机头部分。 ➢ 多发动机的螺旋桨飞机的发动机都对称地装在两翼上，这样既改善了驾驶舱的视野， 又使两边螺旋桨产生的反作用扭矩平衡。
第六章 飞行器动力装置
螺旋桨基本工作原理
➢ 桨叶迎角：桨叶弦线和相对气流速度的夹角。 ➢ 桨叶角：桨叶剖面的弦线与螺旋桨旋转平面的夹角 ➢ 桨距：螺旋桨旋转一周桨上点向前移动的距离。
第六章 飞行器动力装置
螺旋桨基本工作原理
变距螺旋桨，就是桨叶角可改变的螺旋桨。 ➢ 对于飞行速度较低的小型飞机，由于速度变化范围不大，一般采用定距螺旋桨。 ➢ 对于速度较高的大中型螺旋桨飞机，采用变距螺旋桨能够使飞机的效率大为提高。 ➢ 顺桨：当不需要螺旋桨产生拉力时（降落或发动机失效），为减少阻力可以使桨叶 角调到90 度附近，这时的阻力最小。 ➢ 逆桨：桨叶角变为负值，使螺旋桨产生反方向的拉力，阻止飞机前进，以利于缩短 着陆距离。
合气体时所产生的更大的动力输出。 ➢ 做功行程：当油气混合物被点燃的时候，这导致气缸内部压力极大增加并迫使活塞离开气缸头向下
运动，从而产生了推动曲轴转动的动力。 ➢ 排气行程：当排气阀门打开的时候排气行程开始，此时活塞开始再次的向气缸头运动，用来排除气
缸内的废气。
第六章 飞行器动力装置
螺旋桨基本工作原理
第六章 飞行器动力装置
燃气涡轮发动机
Байду номын сангаас 涡轮轴发动机
➢ 在直升机和其它工业应用上需要一种只输出轴功率而不需要喷气动力的涡轮发动机。 ➢ 涡轮轴发动机都采用两套涡轮，一套带动压气机，而另一套则是专门输出功率的自
民用航空器维修执照考试：动力装置题库考点(题库版)
民用航空器维修执照考试：动力装置题库考点（题库版）1、单选如何选择反推慢车（）A、拉起推力手柄前的反推手柄，即选择了反推慢车B、拉起推力手柄前的反推手柄将推力手柄移动离开慢车止档，即选择了反推慢车C、拉起推力手（江南博哥）柄前的反推手柄将推力手柄移动离开慢车止档，将手柄放入反推慢车卡位，即选择了反推慢车正确答案：B2、单选2号发动机的起动机是由什么来驱动的（）A、气源系统的空气B、G系统液压C、Y系统液压正确答案：A3、单选当N2大于15%，FADEC系统的供电是（）A、由飞机电源提供B、由地面电源提供C、由FADEC自身的磁交流发电机提供正确答案：C4、单选自动推力工作，1发推力手柄在CL卡位，2发推力手柄角度（TLA）对应在N160%，此时1发推力的极限是（）A、60%N1B、CL推力C、MCT推力正确答案：B5、单选空中双发失效，使用300kt空速飞行，全重60吨，每飞一海里，高度下降大约多少英尺（）A、300FTB、400--500FTC、700--800FT正确答案：B6、单选速度低于多少海里/小时，不允许使用最大反推（）A、70B、80C、没有限制，可以使用直到飞机停住正确答案：A7、单选驱动附件齿轮箱（Gear Box）上的附件的扭力来自（）A、低压转子B、高压转子C、高压涡轮正确答案：B8、单选起动机可以连续使用几次？每次使用后的间隔为20秒：（）A、3次B、4次C、5次正确答案：B9、单选在污染跑道上，可以有条件的使用减推力起飞：（）A、正确B、错误正确答案：B10、单选速度低于多少海里/小时，不允许使用慢车反推（）A、70B、80C、没有限制，可以使用直到飞机停住正确答案：C11、单选在地面自动起动中，什么时候开始自动点火（）A、N2 16%B、N2 20%C、N2 26%本题答案：A12、单选将发动机主电门接通之前，机组要中断发动机人工起动程序，应如何操作（）A、将发动机方式选择放回NORM位B、将人工起动按钮放在OFF位C、先将主电门接通，再放回OFF位正确答案：B13、单选在地面人工起动中，点火器什么时候停止点火（）A、N1 20%B、N2 50%C、慢车参数稳定后D、人工选择停止点火正确答案：B14、判断题发动机自动起动顺序，由FADEC全权控制，机组不能中断此起动顺序正确答案：错15、单选根据引气状态的不同，FADEC需要计算的修正值（）A、N1B、N2正确答案：B16、单选发动机滑油的允许最大连续温度是（）A、140℃B、150℃C、155℃正确答案：A17、判断题在空中，FADEC无权终止人工起动正确答案：对18、单选将推力设置在起飞复飞条件，双发工作情况下，允许EGT处于极限的时间限制为：（）A、5分钟B、10分钟C、无限制正确答案：A19、单选使用灵活温度起飞计算出的假设温度低于实际外界温度（OAT）时：（）A、可以使用计算出的灵活温度起飞B、不能使用减推力起飞正确答案：B20、单选在发动机起动时，对应的EGT极限是：（）A、950℃B、915℃C、725℃正确答案：C21、单选在地面自动起动中，什么时候点火自动切断（）A、N1 20%B、N2 50%C、慢车参数稳定后正确答案：B22、单选发动机运转期间探测到失火，FADEC是否会选择连续点火（）A、会B、不会正确答案：A23、单选VSV（可变静子叶片）在什么时候会完全打开（）A、发动机起动期间B、在大推力工作时C、快速减速期间正确答案：B24、单选VBV（可变引气活门）位于：（）A、高压压气机的上游位置B、高压压气机的下游位置C、高压涡轮的上游位置正确答案：A25、单选当出现OIL CLOG信息时，是否还有滑油进入发动机（）A、有，通过旁通活门进入B、有，从IDG滑油冷却系统中流出的滑油C、油滤堵塞，没有滑油进入发动机正确答案：A26、单选机组如何对发动机进行冷转操作（）A、将发动机方式选择器放在CRANK（冷转）位即可进行冷转B、将发动机方式选择器放在CRANK（冷转）位，人工起动按钮放在ON位即可进行冷转C、将发动机方式选择器放在CRANK（冷转）位，人工起动按钮放在ON位，同时将主电门放ON位，即可进行冷转正确答案：B27、单选当自动推力工作，推力手柄角度在与80%N1相对应的位置（低于CL 卡位），实际N1为65%，此时按压FCU面板上的ATHR按钮后，推力会如何变化。
航空活塞动力装置
航空活塞动力装置（考试知识点）绪论发动机是一种将某种能量转换成机械功的动力装置。
热力发动机是将燃料的热能转换成机械功的动力装置。
航空发动机分为两大类型：航空活塞发动机和航空喷气发动机。
航空活塞发动机具有低速经济性好，工作稳定性好的优点；但也存在着重量功率比大，高空性能速度性能差的缺点。
喷气发动机具有重量轻，推力大，高空性能、速度性能好的优点；但也存在着经济性较差的缺点。
航空活塞发动机应满足下列基本性能要求：1. 发动机重量功率比小2. 发动机燃油消耗率低3. 发动机尺寸要小4. 发动机可靠性要好5. 发动机的使用寿命要长6. 发动机要便于维护第一章 航空动力装置的基础知识第一节 气体、气流的基础知识分子本身只有质量而不占有体积，分子间不存在吸引的气体叫理想气体。
气体的比容的定义是：单位质量的气体所占有的容积，以符号ν表示。
m V =ν 华氏温度与摄氏温度的换算关系为)32(95,3259F -=+=F t t热力学温度与摄氏温度的换算关系为：T=t+273按一定的过程将气流阻滞到速度为零时的气流的参数叫做滞止参数。
对于亚音速气流（M<1），当流过收敛型管道时，随着截面积A 的减小，流速C 升高，同时伴随压力、温度降低；当流过扩散型管道时，截面积A 增大，流速C 减小，同时伴随压力、温度升高。
对于亚音速气流（M>1），当流过收敛型管道时，随着截面积A 的减小，流速C 也减小，同时伴随压力、温度升高；当流过扩散型管道时，截面积A 增大，流速C 升高，同时伴随压力、温度降低。
第二节 燃烧的基础知识航空发动机目前都采用航空汽油和航空煤油作为燃料，用空气作为氧化剂。
余气系数就是混合气中实际空气量与理论空气量的比值，用α表示，即理实L L =α 油气比是混合气中燃料的质量与空气质量的比值，用C 表示，即：空气燃油m m =C1kg燃料完全燃烧后，将燃烧产物冷却到起始温度，所放出的热量，叫做燃料的热值，单位为千焦耳/千克燃料。
飞行器动力装置
涡轮喷气发动机
燃烧室 燃烧室是燃料与从压气机出来的高压空气混合燃烧 的地方。 燃烧室的功用： 将燃料的化学能转变为内能，气体的温度和压力升 高。高温、高压的气体冲击涡轮，驱动涡轮旋转而发出 功率。
航空燃气涡轮发动机
燃气涡轮发动机工作流程 在航空燃气涡轮发动机中，进入发动机的空气经 压气机压缩后，流入燃烧室与喷入的燃油混合后燃烧， 形成高温、高压的燃气，再进入燃气涡轮中膨胀作功，
使涡轮高速旋转并输出功率。
3D演示
航空燃气涡轮发动机
燃气涡轮发动机分类 由燃气涡轮出来的燃气，仍具有一定的能量，正 是这股具有能量的燃气，才产生了发动机的推力或输 出功率。 利用这股燃气能量的方式不同，就相应地产生了 不同类型的燃气涡轮发动机。 • 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
活塞式航空发动机
➢活塞式发动机的主要特点
➢优点
经济性较好：不但耗油 率低，而且单位功率的 售价低；
燃烧较完全，所以对环 境的污染相对较小；
噪音较小。
➢缺点
发动机功率小； 外形阻力大； 重量较大； 螺旋桨高速旋转时
效率低。
目前，活塞式航空发动机仍广泛地 应用于小型低速飞机。
活塞式航空发动机
概述
发动机分类
活塞式航空发动机
活塞式航空发动机一般以汽油为燃料， 带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力为飞 机提供动力。
所以，作 为飞机的动力装 置时，活塞式发 动机与螺旋桨是 不能分割的。
活塞式航空发动机
➢活塞式航空发动机的主要构件
气缸 活塞 连杆 曲轴 进、排气活门
活塞式航空发动机
➢活塞冲程
涡轮喷气发动机
静子是压气机中不旋转的部分，由机匣和整流叶 片组成。
航空活塞动力装置知识点整理
航空活塞动力装置知识点整理资料全是所需知道的内容，不分重点绪论发动机定义：发动机是一种将某种能量转化成机械功的动力装置。
（属于热机）航空发动机分为航空活塞发动机和航空喷气发动机航空活塞发动机是由气缸内燃料放出的热能通过曲轴输出扭矩，带动螺旋桨转动，产生推力。
优点：低速经济性好，工作稳定性好。
缺点：重量功率比大，高空性能、速度性能差。
航空喷气发动机是将燃料在燃烧室内连续燃烧释放出的热能转换成气体动能，从发动机高速喷出，产生推进力的动力装置。
优点：重量轻，推力大，高空性能、速度性能好。
缺点：经济性较差。
飞机对航空活塞发动机的基本性能要求：1.发动机重量功率比小2.发动机燃油消耗率低3.发动机尺寸要小4.发动机可靠性要好（空中停车率小于0.01/1000h）5.发动机使用寿命要长6.发动机要便于维护第一章航空动力装置的基础知识热机定义：将热能转化为机械能的机器。
工质：热机工作时，必须以某种物质为媒介，才能将热能转换成机械能，完成这种能量转换的媒介物叫工质。
理想气体：分子本身只有质量而不占有体积，分子间不存在吸引力的气体叫理想气体。
气体的比容的定义：单位质量的气体所占有的容积。
气体比容是描述气体分子疏密程度的物理量。
温度：确定一个系统与其他系统是否处于热平衡的共同特性定义。
气体温度描述了气体的冷热程度，是分子热运动平均移动动能的度量。
气体的压力是垂直作用在壁面单位面积上的力。
百帕（hPa):1hPa=100Pa=1mbar(1bar=10^5Pa)千帕(kPa)：1kPa=1000Pa工程大气压（at):1at=1kgf/cm^2=98066.5Pa 工程大气压广泛用在液体压力的测量仪表中，发动机滑油、燃油压力常用此单位。
标准大气压（atm):温度为15摄氏度时，海平面上空气的平均压力，1atm=1.033atPSI:1PSI=11bf/in^2=0.07kgf/cm^2=6894.8Pa;1kgf/cm^2=14.3PSIPSI用于美、英制发动机中毫米（或英寸）汞柱：1标准大气压=760毫米汞柱（29.92英寸汞柱）=1013hPa气体的热力过程：等容过程、等压过程、等温过程和绝热过程（P9图1.5）气体状态方程：pv=RT在绝热条件下：气体压力和比容满足pv^k=常数K是气体绝热指数。
第10章航空活塞动力装置
第10章航空活塞动力装置（Aero Piston engine）10,1航空发动机概述10.1.1航空发动机的类型航空活塞动力装置功率小；经济性好；主要用于：低空低速的通用机航空燃气涡轮动力装置重量轻、推力（功率）大；sfc高；燃烧稳定性差；使用成本高10.1.2对航空发动机的一般要求一般衡量发动机品质的主要指标有：性能参数；可靠性；维修性；总寿命性能参数的定义及其对飞行的影响：推重比：发动机的推力与自身重量的比值重功比：发动机的重量与发动机产生的功率的比值燃油消耗率：发动机在单位时间产生单位推力（功率）的燃油量。
意义：表示发动机经济性的好坏，直接影响飞机的有效载重，航程和续航时间1、性能参数发动机的加速性：发动机转速上升的快慢程度影响飞机的起飞越障能力和复飞性能活塞发动机的加速性好于喷气发动机发动机高空性：指发动机性能随飞行高度增加的下降程度高空性主要限制飞机的实用升限喷气发动机的高空性好于活塞发动机2、发动机的可靠性衡量发动机可靠性的指标空中停车率：发动机在每飞行1000小时因发动机本身故障引起的空中停车次数提前换发率：3、发动机的维修性提高发动机的维修性：可以确保飞行安全和飞行任务的完成；可以节省大量的人力、物力、财力4、发动机的寿命早期：翻修寿命和总寿命现在：部件寿命、视情维护10.2航空活塞式发动机的分类，基本组成及工作情形10.2.1航空活塞式发动机的分类1. 按混合气形成的方式划分2. 按发动机的冷却方式划分3. 按气缸的排列方式划分4. 按空气进入气缸前是否增压划分5. 按发动机转子是否带有减速器划分活塞五型发动机（国产运五飞机）九缸、星型、气冷式、汽化器式、增压式、非直接驱动式活塞发动机IO540-C4D5D （法国TB-20 飞机）六缸、水平对置式、气冷式、直接喷射式、吸气式、直接驱动式活塞发动机10.2.2航空活塞式动力装置的基本组成活塞动力装置=发动机+螺旋桨发动机的主要器件（图见教材232页）1、气缸：混合气进行燃烧，并将燃烧后的热能转化为机械功的地方，同时，气缸还引导活塞运动。
航空发动机原理知识点精讲
航空发动机原理知识点精讲航空发动机是飞机的核心动力装置，它通过将燃料和空气混合并在燃烧室中燃烧，产生高温高压气体，从而驱动飞机前进。
本文将深入探讨航空发动机的基本原理和相关知识点。
一、航空发动机的分类根据工作原理和结构特点，航空发动机可分为喷气发动机和涡扇发动机两大类。
1. 喷气发动机喷气发动机是通过向后排放高速喷射的气流来产生推力，从而推动飞机前进。
其基本构造包括压气机、燃烧室、涡轮和喷管。
压气机负责将空气压缩成高压气体，燃烧室将燃料燃烧与高压气体混合，涡轮则由燃烧室排出的高温高压气体驱动，最后喷管将高速喷射的气流排出。
2. 涡扇发动机涡扇发动机是在喷气发动机的基础上发展而来的，它在喷气发动机的喷管外面增加了一圈风扇。
这个风扇由一个或多个大型的鼓风机构成，它能够将外界空气吸入并向外推出。
涡扇发动机通过喷气推力和风扇推力的叠加，提高了推力和效率。
二、航空发动机的工作循环航空发动机的工作循环指的是发动机在一个完整工作周期内的各个阶段。
1. 吸气阶段在吸气阶段，压气机通过旋转的叶片将天然空气吸入发动机内部，并通过压缩使其压力增加。
通过吸气口、进气道和引气道，空气被引导进入压气机。
2. 压缩阶段在压缩阶段，空气经过压气机的多级压缩，压力逐渐增加。
这样做的目的是为了提高燃烧室内气体的温度和密度，从而提高燃烧效率。
3. 燃烧阶段在燃烧阶段，燃料被喷入燃烧室，与高压空气混合并燃烧。
然后，燃烧释放的高温高压气体驱动涡轮旋转，同时通过引射式喷嘴喷出来产生喷气推力。
4. 排气阶段在排气阶段，高温高压气体驱动涡轮运动后，剩余的高温高压气体被喷出喷管，产生喷气推力。
在喷气过程中，喷气推力作用于飞机，推动其向前运动。
三、航空发动机的性能参数航空发动机的性能参数主要包括推力、燃油消耗率和高空性能指标。
1. 推力推力是航空发动机最重要的性能参数之一，它决定了飞机的加速度和速度。
推力大小与发动机工作时喷气速度和气流量有关，一般通过推力试验来测量。
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。
航空动力装置的工作原理
航空动力装置的工作原理航空动力装置是一种重要的设备，主要用于飞机、直升机、无人机等飞行器，维持其行进和飞行的动力，是飞机的“心脏”所在。
航空动力装置采用的是燃烧气体在内部流动中释放出的能量来推动飞机的运动，而燃烧气体产生有功的典型方式是在内部燃烧，经常用的是涡轮喷气式发动机、直升机发动机、螺旋桨发动机和喷气式发动机。
本文将分别介绍这些发动机的原理和工作方式。
涡轮喷气式发动机的原理和工作方式涡轮喷气式发动机是目前使用最为广泛的发动机类型之一。
其工作原理基于燃烧和加速空气的过程。
涡轮喷气式发动机的基本构件包括：进气道、压气机、燃烧室、涡轮和喷管。
进气道负责将气体引入发动机中，并对其压缩，压气机所产生的高压使得空气可以被强制进入燃烧室，燃烧室内的燃料与空气混合并燃烧，在燃烧的气体中的马达应该采用特殊的材料，用于抗高温和高压，马达采用扭动马达的原理，把燃烧过程中释放的高温高压气体引入涡轮中转换为能量并驱动涡轮旋转，涡轮则驱动压气机和一些机械设备。
最后，燃烧后的气体通过喷管排放出去，以提供牵引力和推动力。
直升机发动机的原理和工作方式直升机发动机也是一种广泛使用的发动机类型，之所以在直升机中得到广泛应用，是因为它具备较高的功率、高效率和可靠性。
直升机发动机的原理与涡轮喷气式发动机基本相同，但有一些关键的不同之处。
一般情况下，涡轮喷气式发动机采用高速喷嘴来产生牵引力和推动力，而直升机发动机使用直径更大的螺旋桨。
由于螺旋桨的变幻转子可以控制牵引力和推动力，在空气强制着直升机在特定方向上移动的场景下，螺旋桨的效率和功率将是决定性的。
螺旋桨发动机的原理和工作方式螺旋桨发动机也被广泛应用于飞行器中。
螺旋桨发动机基于推动螺旋桨产生牵引力、推动力和反作用力的物理原理。
在螺旋桨发动机中，燃料与空气混合并在汽轮机中燃烧产生动力，然后通过传动轴进行连杆控制，推动螺旋桨的转轮转动，最后产生牵引力、推动力和反作用力，来维持飞行器的空气动力学特性。
航空发动机原理知识点精讲
航发原理1、燃气涡轮发动机工作原理1.1、航空发动机概述活塞、涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、桨扇，短距离垂直起降动力装置。
1.2、燃气涡轮发动机的工作原理空气连续不断地被吸入压气机，并在其中压缩增压后，进入燃烧室中喷油燃烧成为高温高压燃气，再进入涡轮中膨胀做功。
燃烧的膨胀功必然大于空气在压气机中被压缩所需要的压缩功，使得有部分富余功可以被利用。
燃气涡轮发动机的膨胀功可以分为两部分：一部分膨胀功通过传动轴传给压气机，用以压缩吸入燃气涡轮发动机的空气；另一部分膨胀功则对外输出，作为飞机、舰船、车辆或发电机等的动力装置。
1.3、喷气发动机热力循环（P123）涡喷发动机的理想循环：（p-v 、压力-比体积）等熵压缩：进气道、压气机（0、2、3，特征截面）等压加热：燃烧室（3、4）等熵膨胀：涡轮、喷管（4、5、9）等压放热：大气环境（9、0）（P125）理想循环功L id =q 1−q 2=C p (T t4−T t3)−C p (T 9−T 0)=C p T 0（e −1）（∆e −1）T t4T 0=∆ 加热比 （P t3P 0）k−1k =e P t3P 0=π 总增压比 加热比增加，理想循环功增加。
总增压比为1，理想循环功为0；总增压比为最大，理想循环功为0；存在使理想循环功最大的最佳增压比πopt 。
从物理意义分析，影响理想循环功L id 的是加热量q 1和热效率两个因素。
当π从1.0开始增加时，热效率急剧增加，使L id 增加，一直达到其最大值；此后π继续增加则q 1的减小起了主导作用，使L id 下降。
e opt =√∆πopt =∆k2（k−1）L id =C p T 0（√∆−1）2ηti =1−1πk−1k 只与总增压比有关对应于有效功最大值的最佳增压比πopt 远小于对应于最大热效率的增压比πopt ′。
1.4、喷气发动机的推力（P13）F eff =F −X d −X p −X fX d :进气道附加阻力X p :短舱压差阻力X f:摩擦阻力F=W9c9+(p9−p0)A9−W a c0 1.5、涡喷发动机的总效率、热效率及推进效率η0=ηtηpηp=21+c9c0=推进功循环有效功遗留在空中的动能损失，称为离速损失，排气速度和飞行速度差别越大，动能损失越多。
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第一章 航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
压力的测量 绝对压力P 表压力Pg 大气压力Po P=Pg+Po Pv=Po-P
发动机的滑油压力、燃油压力等液体压力测量都是 表压；在热力学计算中，都必须使用绝对压力。
第一章 航空动力装置的基础知识
PV图:图中任意一点都能表T气体的一个状态，曲线表 示气体状态变化过程。
点的流动的参数不随时间的变 化而变化的流动，也叫定常流 动。
发动机稳定工作时气体的流 动接近于稳定流动。
第一章 航空动力装置的基础知识
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2、音速和马赫数 音速是弱扰动波在介质中的传播速度。
音速描述了介质的压缩性：a越大，说明介质受压后， 其密度变化小，介质不易压缩；a越小，说明介质受压后， 其密度变化大，介质易压缩；
第一章 航空动力装置的基础知识
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二、热力学第二定律 1.自发过程的不可逆性 自然界的自发过程是不可逆的，要使逆过程进行，必须外加条
件。 2.热力学第二定律（“开尔芬说法”） 要制成只从一个热源吸收热量并把它全部转换成机械功的发动
机是不可能的。 任何一种热机，要将热能转变成机械能，必须满足两个条件：
第一章 航空动力装置的基础知识
5.气体的热力过程
等容过程:V不变(燃烧过程) (4-8线)
等压过程:P不变(燃烧过程) (1-5线)
等温过程:T不变(2-6线) 绝热过程:气体与外界无热
交换。(3-7线)
第一章 航空动力装置的基础知识
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二、气体的基础知识
1.稳定流动与流体的连续性 稳定流动：指流体在空间各
第一章 航空动力装置的基础知识
(3)油气比：混合气中燃料的质量与空气质量的比值。 油气比用C表示，即：
油气比可直接反应混合气中燃料和空气的比 例，但不能直观反应混合气贫、富油程度。
第一章 航空动力装置的基础知识
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4. 混合气的放热量 单位重量的混合气的 放热量。 a<1，多余的燃料吸热， 放热量↓。 a>1，多余的空气吸热， 放热量↓。 a=0.97，放热量最大。
绪
论
1、性能参数
发动机的加速性： — 发动机转速上升的快慢程度 — 影响飞机的起飞越障能力和复飞性能 — 活塞发动机的加速性好于喷气发动机 发动机高空性： — 指发动机性能随飞行高度增加的下降程度 — 高空性主要限制飞机的实用升限 — 喷气发动机的高空性好于活塞发动机
绪
论
2、发动机的可靠性
指发动机在各种工作条件和外界环境下， 在规定的寿命期内完成规定性能的能力。 衡量发动机可靠性的指标 — 空中停车率 发动机在每飞行1000小时因发动机本身故障 引起的空中停车次数，单位：次/1000飞行小 时。 — 提前换发率（非计划换发率） 单位：次/1000飞行小时
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第二节 燃烧的基础知识
一、燃烧反应 1.燃烧的实质:物质产生发光、发热剧烈的化学反应。
完全燃烧:燃烧产物中无可燃物质。 2.余气系数和油气比
要使发动机中混合气中燃料完全燃烧，混合气中油和气的比 例必须适当，描述混合气中油和空气成分的参数有余气系数和油 气比。
第一章 航空动力装置的基础知识
必须具备热源和冷源，工质必须向冷源排热，因而只能将部分热 能转变成机械能，这是热机热效率不高的根本原因之一。
第一章 航空动力装置的基础知识
机械能可以自发地转变为热能，而热能则不会自发地转变 成机械能，应该有条件地转变成机械能。
热力学第二定律作为自然界的一条客观规律，人类必须遵 守，不能违背。历史上曾有人企图创造一种发动机，利用大气 所含热能来源源不断地做功。这种只从一个热源（大气）吸收 热能来做功的发动机（称第二类永动机）是违反热力学第二定 律的（没有冷源），转变机械能的热量与废气带走的热量是不 可能实现的。
绪
论
二、对航空发动机的要求
一般衡量发动机品质的主要指标有：
— 性能参数 — 可靠性 — 维修性 — 总寿命
绪
论
1、性能参数
推重比：发动机的推力与自身重量的比值
重功比：发动机的重量与发动机产生的功率的比值
燃油消耗率：发动机在单位时间产生单位推力（功率） 的燃油量。
意义：表示发动机经济性的好坏，直接影响飞机的有 效载重，航程和续航时间
第一章 航空动力装置的基础知识
二、火焰的传播 1.混合气的着火 (1)混合气的着火:混合气温度达到一定数值时，开始出现火焰而 燃烧起来的现象。 (2)着火温度:混合气着火所需的最低温度。 (3)着火方法:点燃(航空发动机)、压燃(柴油发动机) 2. 混合气中火焰的传播 (1)静止混合气中火焰的传播 火焰前锋:己燃混合气和新鲜混合气之间的一层向前推进的正在起 剧烈化学反应的发光、发热的气体薄层。是己燃区和未然区的分界 面。
度
第一章 航空动力装置的基础知识
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气温：描述气体的冷热程度，是分子热运动平均移动功 能的度量。当向气体加热时，气体分子热运动加剧，分子 平均移动动能增加，反映出来就是温度上升。
温度的分度方法叫温标。常用温标有：摄氏温度（℃）， 华氏温度（℉），热力学温度（K）。
T=t+273℃
第一章 航空动力装置的基础知识
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(3)混合气的初温、初压 初温↑→混合气达到着火温度时间↓→燃烧后气体的温度
↑→活性中心浓度↑，扩散↑ 初温↑ →Vp↑ 初压:静止混合气，初压对Vp基本无影响。紊流混合气，初压
↑ →Vp↑。 (4)气流的紊流强度 气流紊流强度↑ →Vp↑ (5)点火能量 点火能量↑→混合气达到着火温度的时间↓ →Vp↑ 对航空
活塞式发动机+螺旋桨的组合成为飞机固定的推进模式。
发
展
史
第一台
重75kg，功率12hP 。
绪
论
绪
论
绪
论
绪
论
一、热机和航空发动机
发动机是一种将某种能量转换成机械功的动力装置。 根据能量来源不同可分为：热力发动机、水力发动 机、电力发动机、原子能发动机等。
绪
论
热机的工作由两大步骤组成：
首先必须使燃料燃烧释放出热能；再将释放出的 热能转换成机械功。 根据热机燃料燃烧方式，分为：外燃机和内燃机。
第一章 航空动力装置的基础知识
对气体介质，经推导：
k—气体绝热系数 T—气体绝对温度
R—气体常数
当标准大气，温度为288K时，音速为340m/s，1224km/h； 当在11000高空时，大气温度降为216.5K,音速值减少为 295m/s，1062km/h。
第一章 航空动力装置的基础知识
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3.影响火焰传播速度的因素 (1)混合气性质：热值越大，燃料与氧化剂进行化学反应
所需的活化能越小，混合气导热性越好→混合气达到着火温 度时间越短→Vp越大。
(2)混合气的余气系数 a=0.9，Vp最大；a=1.6，贫油极限，a=0.3，富油极限。 a稍小于1，放热量最大→热传递和活性中心扩散最强→Vp 最大。 a过大或过小，放热量小，不能点燃新鲜混合气→燃烧中 断。
第一章 航空动力装置的基础知识
物理意义：描述了气流所具有的总能量大小。绝能流动 时总温不变。
总压：气体绝能、无摩擦地阻滞到速度为零时气体的压 力。用P *表示。
不可压流的总压等于静压与动压之和。 物理意义：描述了气流所具有的总机械能大小及气体做 功的能力。绝能、无摩擦流动时总压不变。 气流M=1时的状态叫临界状态。此状态下，总压与静压 之比成为气体的临界压力比。
第一节 气体、气流的基础知识
一、气体的基础知识
1、工质 航空发动机是一种热力发动机，热机工作时，
必须以某种物质为媒介，才能将热能转换成机械 能，完成这种能量转换的媒介物叫工质。
第一章 航空动力装置的基础知识
2、理想气体 分子本身只有质量而不占体积； 分子间不存在吸引力。
3、气体的状态参数 描述气体状态的物理量：比容、压力、和温
第一章 航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
M<1，收敛形管道，截面积A↓，流速C↑，T, P↓; 扩散形管道，截面积A ↑，流速C↓ ，T, P↑;
M>1，收敛形管道，截面积Aபைடு நூலகம்↓，流速C↓ ，T, P↑; 扩散形管道，截面积A ↑，流速C↑ ，T, P↓;
单纯的收敛形管不可能将亚音速气流加速到超音速或单 纯的扩张形通道不通过激波将超音速气流减速到亚音速气流。 实现上述功能可以利用收敛一扩散性管道(拉瓦尔管)，喉部 为音速
绪
论
4、发动机的寿命
早期： 翻修寿命和总寿命
现在： 部件（关键件）寿命、视情维护
衡量寿命的指标： —发动机工作时间（小时） —或发动机循环次数
第一章 航空动力装置的基础知识
1 航空动力装置的基础知识 2 航空活塞发动机的组成与工作 3 航空活塞发动机的性能 4 航空活塞式动力装置的工作系统
第一章 航空动力装置的基础知识
绪
论
3、发动机的维修性
指在规定条件下（包括维修等级、燃 油技术水平与资源等），在规定时间内，按 规定程序进行维修时，保持或恢复发动机性 能的能力。 提高发动机的维修性： — 可以确保飞行安全和飞行任务的完成 — 可以节省大量的人力、物力、财力
绪
论
3、发动机的维修性
衡量发动机维修性的指标： — 每飞行小时直接维修工时； — 更换发动机时间； — 外场可更换组件的更换时间