航空发动机分类及发动机结构
航空发动机种类详细介绍
航空发动机是航空器的“心脏”，负责提供推力和动力，保障了航班的正常进行。
目前，航空发动机已经发展出多种类型，以下是对各种类型的详细介绍：一、活塞发动机作用原理活塞发动机的作用原理是将燃油混合氧气在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气体驱动活塞运动，进而带动飞机的运动。
分类活塞发动机主要有两种类型：往复式活塞发动机和转子式发动机。
前者通过活塞上下往复运动来产生推力，后者则通过转子的旋转来产生推力。
应用活塞发动机主要应用于小型飞机和私人飞机。
二、涡轮螺旋桨发动机作用原理涡轮螺旋桨发动机将燃油喷入燃烧室燃烧，产生高温高压气体驱动涡轮旋转，进而带动螺旋桨运动。
分类涡轮螺旋桨发动机主要分为两种类型：涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。
前者的螺旋桨通过涡轮驱动，后者则直接通过涡轮驱动飞机的轴。
应用涡轮螺旋桨发动机主要应用于小型客机和区域航班。
三、涡轮喷气发动机作用原理涡轮喷气发动机将压缩空气加燃油喷入燃烧室，产生高温高压气体驱动涡轮旋转，进而带动喷气发动机产生的推力。
分类涡轮喷气发动机主要分为两种类型：低涵道比涡轮喷气发动机和高涵道比涡轮喷气发动机。
前者推力大、噪音小，后者则可以提供更高的推力。
应用涡轮喷气发动机主要应用于商用客机和军用飞机四.涡扇发动机涡扇发动机是一种将空气加速并喷出产生推力的发动机。
其工作原理基于伯努利原理，将高速气流推出发动机后方，产生反作用力，从而推动飞机前进。
涡扇发动机结构复杂，由多个部件组成，包括压气机、燃烧室、涡轮等。
涡扇发动机广泛应用于商用客机和军用飞机中，其中最著名的是波音公司的737和747系列客机。
五.螺旋桨发动机螺旋桨发动机是一种将空气吸入发动机，经由压缩后，通过螺旋桨将高速气流推出产生推力的发动机。
螺旋桨发动机工作原理基于牛顿第三定律，以螺旋桨的旋转将气流推出发动机后方，产生反作用力，从而推动飞机前进。
螺旋桨发动机结构简单，耗能少，适用于低速飞行，如小型飞机、直升机等。
螺旋桨发动机在航空领域的历史悠久，早期航班和军用运输机都使用了螺旋桨发动机。
航空发动机燃烧室调研报告
航空发动机燃烧室调研报告一、航空发动机的分类有两种基本类型的燃烧室：单管燃烧室和全环燃烧室，环管燃烧室是介于单管燃烧室和环形燃烧室中间的一种，它将多个筒状燃烧室安装在一个共同的环形机匣内。
二、航空发动机结构见图燃气涡轮发动机的涡轮是利用高压气体膨胀做功带动压气机器其他发动机附件的（包括增压泵、发电机、螺旋桨等），位置又在燃烧室的后面，燃烧室前面的是压气机。
涡轮前燃气温度一般不超过1200摄氏度，现代的单晶涡轮叶片使用高强度的合金制成的。
图中站位6就是涡轮。
关于材料：镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。
在镍基铸造高温合金中发展出了定向结晶涡轮叶片和单晶涡轮叶片。
定向结晶叶片消除了对空洞和裂纹敏感的横向晶界，使全部晶界平行于应力轴方向，从而改善了合金的使用性能。
单晶叶片消除了全部晶界，不必加入晶界强化元素，使合金的初熔温度相对升高，从而提高了合金的高温强度，并进一步改善了合金的综合性能。
航空燃气轮机燃烧室的主要组成部分有：扩压器（Diffuser），机匣（Case），帽罩（Cowl），油喷嘴（Fuel Nozzle），旋流器（Swirler），头部端壁（Dome），火焰筒（Liner）。
火焰筒上开有各种孔，主燃孔，掺混孔，气膜冷却孔。
下面分别介绍各部分的主要功能。
（1）扩压器：降低压气机出口流速，恢复动压头，利于燃烧室组织燃烧；（2）机匣：用于安装火焰筒，连接发动机压气机部分和涡轮、加力燃烧室部分，是承力件；（3）喷嘴：用于燃油雾化；（4）旋流器：使气流旋转，产生回流区，稳定燃烧过程；注：目前发展趋势为，将上述二者结合，称之为空气雾化喷嘴；（5）帽罩：使空气按照环腔、头部所需量分股时，流动不发生分离，减小流动损失；（6）火焰筒：燃烧室承温部件，火焰筒上开有各种孔，实现（气量分配、前述的设计理念）在其间气液两相流稳定高效燃烧，并与冷气掺混，满足出口温度分布需要，同时壁面采取有效的冷却防护措施，防止烧坏。
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。
航空发动机解析
动能而产生反作用力，推动飞机前进。
特点：完全依赖燃气流产生推力，速度较高，油 耗比涡扇发动机高，采用了涡轮驱动压气机，因 而在低速时也有足够的压力来产生强大的推力， 但是又限制了飞机速度。
涡喷发动机
航空发动机类型（三）
• 涡扇发动机
• 工作原理：燃气发生器出口的燃气在低压涡轮中进一 步膨胀做功，用于带动外涵道风扇，使外涵道气流的 喷射速度增大，剩下的可用能量继续在喷管中转变为 高速排气的动能
燃烧室
涡轮机
• 作用：使高温高压燃气膨胀做功，把 燃气中的部分热能转换为机械能，输 出涡轮功带动压气机和其他附件工作 • 分类：轴流式和径流式 • 特点：轴流式，尺寸小、流量大、效 率高，适用于大功率的动力装置 径流式，级功率大，工作可靠 性好，对于小流量的涡轮还具有较 高的效率
• 作用：进一步压缩空气，为燃烧，冷 却等方面提供压缩空气。 • 基本类型：轴流式 离心式 混合式
压气机
• 设计要求：
• （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）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
航空发动机
小组成员：王晨 赵丹 周玉鑫 李龙
概要
• • • • • 航空发动机发展史 航空发动机类型 核动力在航空中的应用 航空发动机结构组成 国内航空发动机发展
航空发动机发展史（一）
• 1.活塞式发动机时期:
莱特兄弟（1903） 8.95 kW的功率，重量81 kg，功重比为0.11kW/daN 伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机 功率 130~220kW, 功重比为0.7kW/daN左右。飞行速度超 过200km/h，升限6650m 双排气冷星型发动机 功率600~820kW， 飞行速度已超过500km/h，飞行高度达10000m，功 重比超过1kW/daN 狄塞尔循环活塞式发动机 功率为150 kW； 耗油率0.22 kg/(kW· h)
航空发动机主要部件介绍
航空发动机主要部件介绍航空发动机是飞机的心脏，是实现飞行动力的关键部件。
它由众多主要部件组成，每个部件都发挥着重要的作用。
本文将从气缸、涡轮、燃烧室和喷嘴等几个方面介绍航空发动机的主要部件。
气缸是航空发动机中的重要组成部分之一。
气缸是发动机的燃烧室，通过气缸内的活塞来完成燃烧过程。
气缸内的燃料与空气混合后，被点燃产生高温高压气体，推动活塞运动，从而驱动发动机的转子。
气缸的材料通常采用高强度、高温耐受性的合金材料，以确保发动机在高温高压环境下的正常工作。
接下来是涡轮，也是航空发动机的重要组成部分之一。
涡轮是由多个叶片组成的旋转机构，通过高温高压气体的冲击，驱动涡轮旋转。
涡轮旋转时，带动压气机和涡轮机等部件的转动，从而实现发动机的工作。
涡轮的材料通常采用耐高温、高强度的合金材料，以确保发动机在高温环境下的可靠运转。
燃烧室是航空发动机中的关键部件之一。
燃烧室是将燃料和空气混合并点燃的场所，产生高温高压气体，推动活塞运动。
燃烧室需要具备高温耐受性和良好的密封性，以防止燃气泄漏和热量损失。
燃烧室的结构通常采用复杂的冷却系统和热隔离材料，以确保燃烧室内部的温度在可控范围内。
喷嘴是航空发动机中的重要部件之一。
喷嘴主要负责将高温高压气体排出发动机，并产生推力。
喷嘴的结构通常采用可调节的喷嘴喉道，使喷出的气体能够以最佳角度和速度排出，从而提高发动机的效率和推力。
喷嘴的材料通常采用高温耐受性和耐腐蚀性较好的合金材料。
除了以上介绍的部件外，航空发动机还包括压气机、燃油系统、冷却系统和控制系统等。
压气机用于将空气压缩，提供给燃烧室进行燃烧。
燃油系统负责将燃料供给燃烧室，确保燃料的正常燃烧。
冷却系统用于降低发动机中各部件的温度，保证其正常工作。
控制系统则负责监控和控制发动机的运行，确保其安全可靠。
航空发动机的主要部件包括气缸、涡轮、燃烧室和喷嘴等。
这些部件密切配合，共同完成发动机的工作。
它们的设计和制造需要考虑到高温高压的环境和复杂的工作条件，以确保发动机的性能和可靠性。
航空发动机组成
航空发动机组成航空发动机是航空器的核心部件，它由许多不同的部件组成，本文将详细介绍航空发动机的组成部分。
1. 压气机（Compressor）压气机是发动机最重要的部分之一，它将大量的空气压缩，使其能够进入燃烧室进行燃烧，并提供发动机所需的能量。
压气机分为多级压缩机和单级压缩机两种，多级压缩机通常用于高涵道比发动机中。
2. 燃烧室（Combustion chamber）燃烧室是发动机的核心部分，燃烧室内的燃料和空气混合后进行燃烧，释放出能量，并将高温高压的燃气推向涡轮。
燃烧室的结构和设计非常重要，它必须能够承受高温高压的燃气冲击，并且不能泄漏燃气。
3. 涡轮（Turbine）涡轮是由燃烧室排放的高温高压燃气驱动的旋转部件，其主要作用是带动压气机和辅助系统。
涡轮组件由高温合金制成，以耐受高温高压燃气的腐蚀和热膨胀。
4. 喷嘴（Nozzle）喷嘴是将高温高压的燃气喷出并加速的部件，喷嘴的设计可以调节排出的燃气速度和方向，以提高发动机效率和推力。
5. 空气滤清器（Air filter）空气滤清器是防止杂质和颗粒进入发动机的部件，它非常重要，因为它可以减少发动机受损的可能性，同时保持发动机的效率。
6. 冷却系统（Cooling system）冷却系统主要是用于防止发动机过热，降温的部件。
发动机需要保持适当的温度，以防止过热和机件熔化。
冷却系统包括油冷却器、气冷器、水冷却器等不同类型的部件。
油系统主要是用于润滑发动机各个部件的部件，以减少磨损和摩擦，保持发动机运转顺畅。
油系统也可以帮助冷却发动机和清除发动机内的杂质和污垢。
燃油系统主要是提供发动机燃料，以支持燃烧室中的燃烧过程。
燃油系统包括供油系统、燃油过滤器、燃油控制阀等部件。
驱动系统是将发动机的动力传递给飞机的部件，这包括传动轴、耦合件、万向节等。
驱动系统必须能够承载发动机的高速旋转和飞机的复杂运动。
辅助系统是支持发动机正常运行的部件，这包括引气系统、启动系统、起飞和着陆制动系统等。
航空发动机结构设计
F404低压风扇
❖等外径气流通道设计
第一节 概 述
等内径设计
❖优点：提高末级叶片效率。 ❖缺点：对气体加功量小，级数多。
等中径设计
❖介于两者之间，一般均混合采用。
CFM56-5C高压压气机
❖等内径气流通道设计
第二节 轴流压气机转子
❖1. 转子的基本结构 ❖2. 压气机工作叶片结构 ❖3. 压气机轮盘结构 ❖4. 转子平衡技术
2.压气机工作叶片结构
2.压气机工作叶片结构
2.压气机工作叶片结构
❖ 带蜂窝结构
❖ 带波纹片结构
❖RR公司的空心叶片设计
2.压气机工作叶片结构
2.压气机工作叶片结构
❖ 根部 (榫头)
叶片和盘的连接部分并将叶片的离心力均匀加在 盘缘上。
轴向燕尾型--广泛采用于风扇、压气机中。 环形燕尾槽--用于高压后几级中。 榫树型榫头--在压气机中较少使用。
加强盘式转子
• SPEY 低压压气机转子
混合式转子
❖ 恰当半径：
盘的变形等于鼓的变形。
❖ 盘加强鼓：
盘的变形小于鼓的变形。
❖ 鼓加强盘：
盘的变形大于鼓的变形。
混合式转子
1. 转子的基本结构
❖二、转子的连结形式：
短螺栓连接短螺栓连接转子
二、转子的连结形式
RB211-535E4
GE90
3.防外来物打伤（FOD）
CFM56-2
CFM56-3
CFM56-5 CFM56-7
4. 防喘装置
❖ 1.喘振原因
进气畸变，吞烟，进气道堵塞。
❖ 2.防喘措施
放气机构 可调进口导向器叶片 可调静子叶片 处理机匣 多转子。
放气机构
航空发动机PPT课件
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.
飞机发动机分类和工作原理通用课件
THANKS
感谢观看
详细描述
燃油通过喷嘴进入燃烧室，并压缩高温空气中迅速蒸发、混合。然后，点火系统引发混合气体燃烧， 产生高温高压燃气。过程释放大量能量，推动涡轮机叶旋转。
涡轮膨胀过程
总结词
高温高压燃气经过涡轮机叶时，推动其 旋转，自身压力温度降低。
VS
详细描述
高温高压燃气经过涡轮机叶时，涡轮机叶 产生推动作使其高速旋转。过程中，燃气 自身压力温度降低，但仍然保持较高能量 水平，可驱动压气机等其他设备。
飞机发动机类工作原理通课 件
目录
• 飞机发动机类 • 活塞发动机工作原理 • 涡轮发动机工作原理 • 火箭发动机工作原理 • 同类型飞机发动机比较
01
飞机发动机类
活塞发动机
• 活塞发动机一种利燃料燃烧产生高压气体推动活塞运动，进而驱动飞机发动机。
• 活塞发动机由气缸、活塞、曲轴等主部件组成，通过燃料空气混合物气缸内燃烧产生推力，推动活塞运动，再通过曲轴将活塞直线运动转化旋转运动，从而驱动飞机螺旋桨旋转，使飞机前进。 • 活塞发动机具结构简单、可靠性高、维护成本低等优，但功率效率相较低。 • 活塞发动机适低速、低空、低成本航空器，如小型飞机、直升机等。
涡轮发动机
涡轮发动机一种利燃气膨胀涡轮旋转产生推力发动机。
涡轮发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮尾喷管等部组成，空气经过压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧，产生高 温高压燃气，燃气经过涡轮进一步膨胀做功后高速喷出，产生推力。涡轮发动机具功率大、效率高、可靠性好等优点，广泛 应高速、高空、大功率航空器，如大型客机、运输机等。
可燃混合气燃烧室内燃烧，产生高温高压气体。
03
涡轮发动机工作原理
压缩过程
航空发动机分类
航空发动机分类航空发动机是飞机上最重要的部件之一，它将燃料燃烧产生的能量转化为推力，驱动飞机飞行。
根据不同的分类标准，航空发动机可以分为多种类型，包括涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、柱塞发动机等。
本文将对这些不同类型的航空发动机进行分类和介绍。
1. 涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是目前民用飞机和大多数军用飞机所采用的发动机类型。
它利用压气机将大气中的空气压缩后送入燃烧室，然后将燃料喷入燃烧室与空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气，最终通过涡轮驱动压气机和飞机的推进器，产生推力推动飞机前进。
涡轮喷气发动机具有推力大、效率高、功率密度大等优点，适用于大型喷气客机和喷气式战斗机等。
2. 涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮与螺旋桨相结合的发动机类型，它将燃料燃烧后的高温高压气体通过涡轮传动螺旋桨旋转，产生推力推动飞机前进。
涡轮螺旋桨发动机适用于一些需要低速高扭矩的飞机，如运输机、直升机等。
它具有起飞和着陆性能好、燃油效率高等优点。
3. 柱塞发动机柱塞发动机是一种内燃机，通过活塞在气缸内往复运动来完成吸气、压缩、燃烧和排气等工作。
柱塞发动机适用于一些小型飞机和通用航空飞机，如轻型飞机、教练机等。
它具有结构简单、维护成本低等优点，但功率密度较低，适用于低速低高度飞行。
4. 滑油涡桨发动机滑油涡桨发动机是一种将滑油与涡轮相结合的发动机类型，通过滑油传动涡轮来产生推力推动飞机前进。
滑油涡桨发动机适用于一些需要高高度高速飞行的飞机，如高空侦察机、高空救援机等。
它具有高高度高速性能好、燃油效率高等优点。
5. 水冷柱塞发动机水冷柱塞发动机是一种采用水冷系统来冷却发动机的柱塞发动机类型，通过水冷系统来降低发动机的工作温度，提高发动机的可靠性和寿命。
水冷柱塞发动机适用于一些需要长时间高功率运行的飞机，如军用飞机、运输机等。
它具有工作温度低、寿命长等优点。
总的来说，航空发动机根据不同的分类标准可以分为多种类型，每种类型的发动机都有其特点和适用范围。
常用航空发动机的结构与原理
常用航空发动机的结构与原理展开全文一、活塞式航空发动机为航空器提供飞行动力的往复式内燃机称为活塞式发动机。
发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力。
活塞式发动机由汽缸、活塞以及把活塞的往复运动转变为曲轴旋转运动的曲柄连杆机构等主要部分组成。
曲柄连接着螺旋桨，螺旋桨随着曲柄转动而转动，曲轴则支承在轴承上。
汽缸上装有进气门和排气门" 进气门是控制空气和汽油的混合气进入的零件，汽油燃烧完以后有排气门排出。
活塞式航空发动机是一种四冲程、电嘴点火的汽油发动机。
曲轴转动两圈，每个活塞在汽缸内往复运动4次，每次称1个冲程。
4个冲程依次为吸气、压缩、膨胀（作功）和排气，合起来形成1 个定容加热循环。
从1903年第一架飞机升空到第二次世界大战末期，所有飞机都用活塞式航空发动机作为动力装置。
20 世纪40年代中期，在军用飞机和大型民用机上，燃气涡轮发动机逐步取代了活塞式航空发动机，但小功率活塞式航空发动机比燃气涡轮发动机经济，在轻型低速飞机上仍得到应用。
二、燃气涡轮发动机由压气机、燃烧室和燃气涡轮组成的发动机称为燃气涡轮发动机。
它的优点是重量轻、体积小和运行平稳，广泛用作飞机和直升机的动力装置。
核心机：在燃气涡轮发动机中，由压气机、燃烧室和驱动压气机的燃气涡轮组成发动机的核心机。
空气在压气机中被压缩后，在燃烧室中与喷入的燃油混合燃烧，生成高温高压燃气驱动燃气涡轮作高速旋转，将燃气的部分能量转变为涡轮功。
涡轮带动压气机不断吸进空气并进行压缩，使核心机连续工作。
从燃气涡轮排出的燃气仍具有很高的压力和温度，经膨胀后释放出能量（称为可用能量）用于推进。
核心机不断输出具有一定可用能量的燃气，因此又称燃气发生器。
现代燃气涡轮发动机压气机的增压比（压气机出口空气总压与进口总压之比）范围为4-28，消耗功率可高达数十兆瓦（几万马力）。
燃气涡轮前的温度可达1200-1700K。
压气机分为离心式和轴流式两类，前者增压比低、直径大，仅用于小功率发动机；后者流量大、增压比高，应用广泛。
航空发动机的分类
航空发动机分类飞行器发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力，是飞行器的心脏。
自从飞机问世以来的几十年中，发动机得到了迅速的发展，从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机，还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等，时至今日，飞行器发动机已经形成了一个种类繁多，用途各不相同的大家族。
飞行器发动机常见的分类原则有两种：按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。
按发动机是否须空气参加工作，飞行器发动机可分为两类，大约如下所示：吸空气发动机简称吸气式发动机，它必须吸进空气作为燃料的氧化剂（助燃剂），所以不能到稠密大气层之外的空间工作，只能作为航空器的发动机。
一般所说的航空发动机即指这类发动机。
如根据吸气式发动机工作原理的不同，吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。
火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机，航天器由于需要飞到大气层外，所以必须安装这种发动机。
它也可用作航空器的助推动力。
按形成喷气流动能的能源不同，火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。
按产生推进动力的原理不同，飞行器的发动机又可分为直接反作用力发动机、间接反作用力发动机两类。
直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流，产生向前的反作用力来推进飞行器。
直接反作用力发动机又叫喷气式发动机，这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机，脉动喷气式发动机，火箭喷气式发动机等。
间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功，使空气加速向后（向下）流动时，空气对螺旋桨（旋翼）产生反作用力来推进飞行器。
这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。
而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力，也有间接反作用力，但常将其划归直接反作用力发动机一类，所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。
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。
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前外输出的涡轮轴发动机
• 燃气涡轮喷气发动机 （涡喷） – 工作原理:一定量的空气通过进气道以较小的流动损失顺利地引入压气机, 在压气机中高速旋转的叶片对空气作功压缩空气提高空气的压力, 高压空 气在燃烧室内与燃油混合燃烧将化学能转变为热能形成高温高压的燃气, 高温高压的燃气首先在涡轮内膨胀, 推动涡轮高速旋转输出功去带动压气 机, 然后, 燃气在喷管内继续膨胀加速燃气使燃气以较高的速度喷出,产生 推力。
– 外涵：流过外涵的空气通过高速旋转的风扇叶片对空气作功, 压缩空气, 提 高空气的压力和温度, 接着空气在通道内膨胀加速, 排入大气, 也产生反作 用推力。
–
总推力=内涵推力+外涵推力
– 与涡喷发动机一样,从工作后的温度不同涡扇发动机也分为冷端和热端两 部分。进气道,风扇,低压压气机,高压压气机属于冷端,而燃烧室,高压涡轮, 低压涡轮,喷管属于热端。
– 燃气发生器后的燃气可用能全部用来在喷管内继续膨胀, 加速燃气, 提高 燃气的速度, 使燃气以较高的速度喷出, 产生推力。
– 从工作后的温度不同可将发动机分为冷端和热端两部分。进气道,压气机 属于冷端,而燃烧室,涡轮,喷管属于热端。
– 与航空活塞发动机相比: 航空燃气涡轮喷气发动机既是热机又是推进器。 重量轻, 推力大, 推进效率高, • 在很大的飞行速度范围内, 发动机的推力随飞行速度的增加而增加。
的合力在发动机轴线方向的分立叫发动机推力。
发动机定义
• 发动机是将燃油燃烧释放出的热能转变为 机械能的装置。
• 动力装置包括：发动机，所必需的工作系 统，如燃油系统，滑油系统，起动点火系 统。还应有防冰系统，反推系统，指示系 统和外壳体等。
燃气涡轮发动机的分类
• 涡轮喷气发动机：单转子，双转子和三转子； • 涡轮螺旋桨发动机(用于支线飞机) ； • 涡轮风扇发动机(用于干线飞机) ； • 涡轮轴发动机(用于直升机) 。
进高 气压 道压
气 机
燃高低喷 烧压压管 室涡涡
轮轮
– 涡轮前燃气总温T3
• 最重要, 最关健的一个参数, 也是受限制的一个参数。 • 气总温的高低表示了发动机性能的高低。 • 在使用过程中它不应超过允许的最高值。
– 发动机排气温度T4
• 用符号EGT(Exhaust Gas Temperature)表示 • 一般它是低压涡轮后燃气的总温,是重要的监控参数。 • EGT 的高低反映了发动机涡轮前总温 的高低。 • EGT的变化反映发动机性能的变化。 • EGT的变化反应发动机的故障: • EGT裕度:起飞工作状态时最高EGT值与EGT最大限制值之差。它表 示发动机性能衰退的重要参数。
航空发动机
知识条
1.转子定义：转子轴与涡轮转子轴通过联轴器连接, 形成发动机转子
2.海平面标准大气条件 （ T1* ＝288.15K; p1＝* 101325Pa）
3.安装角是弦线与水平线(压气机轴线)之间的夹角。 4.燃气发生器: 压气机, 燃烧室, 涡轮. 又称为发动机的核心
机。 5.发动机推力：气体流过发动机时对发动机内外壳体作用力
航空涡轮轴发动机按有无自由涡轮，分为 • 定轴式涡轮轴发动机 • 自由涡轮式涡轮轴发动机
定轴式涡轮轴发动
自由涡轮式涡轮轴发动机
• 根据输出功率方式的不同，自由涡轮式涡轴发动 机又可分为 后输出式、前输出式
• 前输出式可分为
内前输出式，外前输出式等几种类型。
前内输出式的自由涡轮驱动的涡轮轴发动机
– 动力涡轮轴上输出的功率通过减速器用来带动直升机的旋翼。
– 动力涡轮轴上输出的功率可以用来带动直升机的旋翼。
– 直升机上装配涡轮轴发动机。
• 组成 ：进气道，压气机，燃烧室，涡轮，自由涡轮, 喷管。
– 进气道：将足够的空气量, 以最小的流动损失顺利地引入压气机。 – 压气机：通过高速旋转的叶片对空气作功, 压缩空气, 提高空气的
• 涡轮风扇发动机 （涡桨）
– 组成：由进气道,风扇,低压压气机,高压压气机,燃烧室,高压涡轮,低压涡轮 和喷管组成
– 工作原理 ：
– 内涵：涡扇发动机内路的工作情形与涡喷发动机相同。即流入内涵的空气 通过高速旋转的风扇、低压压气机和高压压气机对空气作功, 压缩空气, 提高空气的压力。高压空气在燃烧室内和燃油混合, 燃烧, 将化学能转变 为热能, 形成高温高压的燃气。高温高压的燃气首先在高压涡轮内膨胀, 推动高压涡轮旋转, 去带动高压压气机,然后在低压涡轮内膨胀,推动低压 涡轮旋转, 去带动低压压气机和风扇, 最后燃气通过喷管排入大气产生反 作用推力。
压力。
– 燃烧室：高压空气和燃油混合, 燃烧, 将化学能转变为热能, 形成 高温高压的燃气。
– 涡轮：高温高压的燃气在涡轮内膨胀, 向外输出功, 去带动压气机。 – 自由涡轮：高温高压的燃气在内膨胀, 向外输出功, 去带动旋翼。 – 喷管：使燃气继续膨胀, 加速, 提高燃气的速度。 – 燃气发生器
• 压气机, 燃烧室, 涡轮.
• 涵道比 ：外涵流量与内涵流量的比值, 称为涵道比。
• 转子：
双转子短外涵高涵道比分别排气涡轮风扇发动机
三转子短外涵高涵道比分别排气涡轮风扇发动机
• 涡轮ห้องสมุดไป่ตู้发动机
– 燃气发生器后的燃气可用能全部用于驱动动力涡轮而不在喷管内 膨胀产生推力。
– 涡轮轴发动机由燃气发生器和自由涡轮(又叫动力涡轮)组成。自 由涡轮与燃气发生器的涡轮没有任何机械上的联系,只靠气动来联 系,所以称为自由涡轮。
• 燃气涡轮螺旋桨发动机 （涡桨） – 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。
– 减速器的功用是使螺旋桨在较低的转速下工作,同时使发动机 在高转速下工作,双方都有较高的效率。
– 工作原理:一定量的空气通过进气道以较小的流动损失顺利地 引入压气机,在压气机中高速旋转的叶片对空气作功压缩空气 提高空气的压力,高压空气在燃烧室内与燃油混合燃烧将化学 能转变为热能形成高温高压的燃气,高温高压的燃气首先在涡 轮内膨胀,推动涡轮高速旋转输出功去带动压气机螺旋桨,螺旋 桨旋转产生拉力,燃气在喷管内继续膨胀使燃气以一定的速度 喷出,产生推力。