第2章 第4节 动力装置 民航概论汇总
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第四节 动力装置
▪ 动力装置是飞机的核心部分，是飞机的心脏。动力装 置是指为飞机提供动力的整个系统，包括发动机、螺 旋桨、辅助动力装置及其他附件。
▪ 发动机制造厂商：普惠、罗罗和通用等
第四节 动力装置
发动机的分类
活塞式发动机 航
空
发
动
涡轮喷气发动机
机
喷气式发动机
涡轮螺旋桨发动机 涡轮风扇发动机
涡轮轴发动机
（3）燃烧室
第四节 动力装置
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。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
（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。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
推力的产生
燃油 燃烧 热能
机械能
推力
第四节 动力装置 （2）涡轮螺旋桨发动机
全部动力： 螺旋桨拉力为主，约90%， 喷气产生推力只占10%左右。
螺旋桨 减速器
第四节 动力装置
螺旋桨飞机的特点
1. 螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候，桨尖 部分实际上已接近了音速，跨音速流场使得螺旋桨的 效率急剧下降；
（5）尾喷管
第四节 动力装置
功用：使从涡轮流出的燃气膨胀，加速，以一定的速度和 要求的方向排入大气，得到需要的推力。也可通过反推力 装置改变喷气方向，产生反推力，缩短飞机的滑跑距离。
反推
第四节 动力装置
着陆时，使用反推可 缩短着陆滑跑距离， 减轻刹车的负荷。
中断起飞等紧急情况 时也要使用反推。
反推
第四节 动力装置
本节内容
一、活塞式发动机 二、螺旋桨 三、喷气发动机 四、发动机的性能和安装 五、辅助动力装置
第四节 动力装置
一、活塞式发动机
1.活塞式发动机特点
基本构件：气缸、活塞、连 杆和曲轴 工作原理：气缸中的混合气 体膨胀做功推动活塞运动，通 过连杆与曲轴相连，将活塞的 直线运动转化为曲轴的转动， 将热能转化为机械能
用于直升机。采用两套独立涡轮，工作涡轮带动压气机， 维持发动机工作，自由涡轮通过齿轮箱带动旋翼。
第四节 动力装置
第四节 动力装置 （5）桨扇发动机 又称无涵道风扇发动机。可看作带先进高速螺旋桨的涡轮 螺旋桨发动机，又可看作除去外涵道的超高涵道比涡轮风 扇发动机，结合了涡轮螺旋桨发动机耗油率低和涡轮风扇 发动机飞行速度高的优点，其有效涵道比为25～60。
第四节 动力装置
1. 螺旋桨拉力的产生
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。
第四节 动力装置 迎角（桨叶角）：桨叶叶弦相对于迎面气流的角度。 为什么螺旋桨做成扭曲形状？
第四节 动力装置
2.螺旋桨的变距
第四节 动力装置
（1）进气道
功能：在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动损失, 顺利地引入发动机，在飞行中还可通过冲压作用提高气体压 力。
第四节 动力装置
（2）压气机
功能：通过旋转的叶片对气体进行压缩, 提高空气的压力, 为燃气膨胀作功创造条件，同时为飞机和发动机提供高压 气源。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
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）
用途：小型飞机和轻型直升机
第四节 动力装置
三、燃气涡轮发动机
1.喷气发动机的原理
根据牛顿第三定律：作用力等于反作用力，作用在飞机上 的推力等于气体排出时所用的力。 由牛顿第二定律：
2. 螺旋桨的迎风面积大，阻力也大，极大阻碍了飞行速 度的提高；
3. 在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率, 所以它在 中低速（低亚音速）飞行时的经济性较好。
第四节 动力装置 （3）涡轮风扇发动机 由进气道、风扇、压气机、燃烧室、涡轮、和喷管组成。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
涡扇发动机的特点
第四节 动力装置
工作原理
第四节 动力装置
2.活塞式发动机特点
发动机本身不产生推力，只能从 轴上输出功率带动螺旋桨，由螺 旋桨产生推力，因此螺旋桨也成 为推进器。 活塞式发动机与螺旋桨组合成为 “活塞式动力装置”。 随着飞行高度提高，大气稀薄， 活塞式发动机的功率减小。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
F ma mv2 v1 / t m / tv2 v1
式中：m-是喷出的燃气的质量； v2-是燃气喷出时的速度； v1-是飞机的速度。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
（1）涡轮喷气发动机
飞行方向
燃烧室
进
气
驱动轴
尾
道
喷
管
压气机
涡轮
与活塞发动机相比结构简单，重量轻，推力大， 推进效率高，主要适用于高速飞行，特别是超音速飞行 耗油率大，噪声大
所谓变矩螺旋桨，就是桨叶角可改变的螺旋桨。
随着飞行速度的提高，螺 旋桨翼面的合成速度向叶 弦靠拢，使迎角变小，这 样拉力就会减小
第四节 动力装置
3. 螺旋桨的顺桨、回桨和反桨（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。 回桨：顺桨反过程，一般在发动机重新启动时用。 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。
第四节 动力装置
3.活塞式发动机的性能
两个重要指标： （1）燃油消耗率 即每马力小时（或千瓦小时）内消耗的燃油量；发动机每小 时所消耗的燃油质量越少，产生的功率越大，则燃油消耗率 越低，发动机的经济性越好。 （2）重量功率比 重量与发动机功率的比值。
第四来自百度文库 动力装置
二、螺旋桨
活塞式发动机不能单独驱动飞机，它必须通过曲轴驱动螺 旋桨才能使飞机运动，因此活塞式发动机需要与螺旋桨一起 才能构成飞机的推进系统。
涡扇发动机组合了涡喷和涡桨发动机的优点。
1. 效率高，适合高亚音速（M=0.8-0.9）飞行 2. 喷气噪音低，风扇噪音大 3. 推力由内涵和外涵共同产生，风扇是产生正推力的
主要部件，约占80左右。
➢目前，民航运输机广泛采用高涵道比的涡扇发动机，保证 足够的推力和良好的经济性。
第四节 动力装置
（4）涡轮轴发动机 由涡桨发动机改进而来，输出功率主要形式是轴功率，
▪ 动力装置是飞机的核心部分，是飞机的心脏。动力装 置是指为飞机提供动力的整个系统，包括发动机、螺 旋桨、辅助动力装置及其他附件。
▪ 发动机制造厂商：普惠、罗罗和通用等
第四节 动力装置
发动机的分类
活塞式发动机 航
空
发
动
涡轮喷气发动机
机
喷气式发动机
涡轮螺旋桨发动机 涡轮风扇发动机
涡轮轴发动机
（3）燃烧室
第四节 动力装置
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。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
（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。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
推力的产生
燃油 燃烧 热能
机械能
推力
第四节 动力装置 （2）涡轮螺旋桨发动机
全部动力： 螺旋桨拉力为主，约90%， 喷气产生推力只占10%左右。
螺旋桨 减速器
第四节 动力装置
螺旋桨飞机的特点
1. 螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候，桨尖 部分实际上已接近了音速，跨音速流场使得螺旋桨的 效率急剧下降；
（5）尾喷管
第四节 动力装置
功用：使从涡轮流出的燃气膨胀，加速，以一定的速度和 要求的方向排入大气，得到需要的推力。也可通过反推力 装置改变喷气方向，产生反推力，缩短飞机的滑跑距离。
反推
第四节 动力装置
着陆时，使用反推可 缩短着陆滑跑距离， 减轻刹车的负荷。
中断起飞等紧急情况 时也要使用反推。
反推
第四节 动力装置
本节内容
一、活塞式发动机 二、螺旋桨 三、喷气发动机 四、发动机的性能和安装 五、辅助动力装置
第四节 动力装置
一、活塞式发动机
1.活塞式发动机特点
基本构件：气缸、活塞、连 杆和曲轴 工作原理：气缸中的混合气 体膨胀做功推动活塞运动，通 过连杆与曲轴相连，将活塞的 直线运动转化为曲轴的转动， 将热能转化为机械能
用于直升机。采用两套独立涡轮，工作涡轮带动压气机， 维持发动机工作，自由涡轮通过齿轮箱带动旋翼。
第四节 动力装置
第四节 动力装置 （5）桨扇发动机 又称无涵道风扇发动机。可看作带先进高速螺旋桨的涡轮 螺旋桨发动机，又可看作除去外涵道的超高涵道比涡轮风 扇发动机，结合了涡轮螺旋桨发动机耗油率低和涡轮风扇 发动机飞行速度高的优点，其有效涵道比为25～60。
第四节 动力装置
1. 螺旋桨拉力的产生
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。
第四节 动力装置 迎角（桨叶角）：桨叶叶弦相对于迎面气流的角度。 为什么螺旋桨做成扭曲形状？
第四节 动力装置
2.螺旋桨的变距
第四节 动力装置
（1）进气道
功能：在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动损失, 顺利地引入发动机，在飞行中还可通过冲压作用提高气体压 力。
第四节 动力装置
（2）压气机
功能：通过旋转的叶片对气体进行压缩, 提高空气的压力, 为燃气膨胀作功创造条件，同时为飞机和发动机提供高压 气源。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
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）
用途：小型飞机和轻型直升机
第四节 动力装置
三、燃气涡轮发动机
1.喷气发动机的原理
根据牛顿第三定律：作用力等于反作用力，作用在飞机上 的推力等于气体排出时所用的力。 由牛顿第二定律：
2. 螺旋桨的迎风面积大，阻力也大，极大阻碍了飞行速 度的提高；
3. 在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率, 所以它在 中低速（低亚音速）飞行时的经济性较好。
第四节 动力装置 （3）涡轮风扇发动机 由进气道、风扇、压气机、燃烧室、涡轮、和喷管组成。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
涡扇发动机的特点
第四节 动力装置
工作原理
第四节 动力装置
2.活塞式发动机特点
发动机本身不产生推力，只能从 轴上输出功率带动螺旋桨，由螺 旋桨产生推力，因此螺旋桨也成 为推进器。 活塞式发动机与螺旋桨组合成为 “活塞式动力装置”。 随着飞行高度提高，大气稀薄， 活塞式发动机的功率减小。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
F ma mv2 v1 / t m / tv2 v1
式中：m-是喷出的燃气的质量； v2-是燃气喷出时的速度； v1-是飞机的速度。
第四节 动力装置
第四节 动力装置
（1）涡轮喷气发动机
飞行方向
燃烧室
进
气
驱动轴
尾
道
喷
管
压气机
涡轮
与活塞发动机相比结构简单，重量轻，推力大， 推进效率高，主要适用于高速飞行，特别是超音速飞行 耗油率大，噪声大
所谓变矩螺旋桨，就是桨叶角可改变的螺旋桨。
随着飞行速度的提高，螺 旋桨翼面的合成速度向叶 弦靠拢，使迎角变小，这 样拉力就会减小
第四节 动力装置
3. 螺旋桨的顺桨、回桨和反桨（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。 回桨：顺桨反过程，一般在发动机重新启动时用。 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。
第四节 动力装置
3.活塞式发动机的性能
两个重要指标： （1）燃油消耗率 即每马力小时（或千瓦小时）内消耗的燃油量；发动机每小 时所消耗的燃油质量越少，产生的功率越大，则燃油消耗率 越低，发动机的经济性越好。 （2）重量功率比 重量与发动机功率的比值。
第四来自百度文库 动力装置
二、螺旋桨
活塞式发动机不能单独驱动飞机，它必须通过曲轴驱动螺 旋桨才能使飞机运动，因此活塞式发动机需要与螺旋桨一起 才能构成飞机的推进系统。
涡扇发动机组合了涡喷和涡桨发动机的优点。
1. 效率高，适合高亚音速（M=0.8-0.9）飞行 2. 喷气噪音低，风扇噪音大 3. 推力由内涵和外涵共同产生，风扇是产生正推力的
主要部件，约占80左右。
➢目前，民航运输机广泛采用高涵道比的涡扇发动机，保证 足够的推力和良好的经济性。
第四节 动力装置
（4）涡轮轴发动机 由涡桨发动机改进而来，输出功率主要形式是轴功率，