航空发动机原理ppt课件
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航空发动机PPT课件
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动21 机
压气机
轴流式压气机
叶轮
整流环
2020/2/19
涡轮喷气发动机
叶轮旋转方向
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动22 机
燃烧室
燃料与高压空气混合燃烧的地方
2020/2/19
涡轮喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动23 机
燃烧室
ef 2000
空气喷气发动16 机
Saab35
两侧进气（机身、翼根）
鹞
2020/2/19
涡轮喷气发动机
歼八II
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动17 机
背部进气
X-45
F-117
2020/2/19
涡轮喷气发动机
B-2
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动18 机
短舱正面进气
航空航天概论
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
驱动喷管沿立轴旋转
2020/2/19
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
起 花 点 火 燃 烧 后 向 上 飞 升
航空发动机基本原理PPT课件
第50页/共82页
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
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第52页/共82页
第53页/共82页
第54页/共82页
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带有外涵道的桨扇发动机
第58页/共82页
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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
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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
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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
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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
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非加力式涡扇发动机
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加力式涡扇发动机
《航空发动机原理》课件
润滑系统故障
润滑油压力低、油温过高或过低、漏油等。
冷却系统问题
冷却水流量不足、水温过高、散热器堵塞等 。
故障诊断方法
振动分析
通过测量和分析发动机的振动 信号，判断是否存在异常。
性能参数监测
定期检查发动机的性能参数， 如功率、油耗、排气温度等， 以便及时发现异常。
油液分析
通过对润滑油和冷却水的成分 和状态进行检测，判断是否存 在故障。
指航空发动机将吸入的空气进行压缩的过 程。
压缩方式
航空发动机的压缩方式主要有两种，即等 熵压缩和等压压缩。不同的压缩方式会对
发动机的性能和效率产生影响。
压缩比
压缩比是指航空发动机压缩后的空气压力 与压缩前的空气压力的比值。压缩比的大 小会影响发动机的性能和效率。
压缩热
在空气被压缩的过程中，会产生大量的热 量，这些热量需要得到及时的散发和冷却 ，否则会影响发动机的性能和寿命。
随着环保意识的日益增强，航空发动机 的绿色环保发展趋势愈发重要。
VS
详细描述
为了降低航空发动机对环境的影响，未来 的发展将更加注重节能减排、降低噪音和 减少废弃物等方面。新型燃烧室设计、排 放控制技术和先进冷却技术等将有助于实 现这一目标。同时，生物燃料和电力驱动 等替代能源的研究和应用也将为航空发动 机的绿色发展提供更多可能性。
预防性维护
根据实际情况制定合理的维护计划，确保发 动机始终处于良好状态。
05
CATALOGUE
航空发动机的发展趋势与未来展望
高性能与高效率的发展趋势
总结词
随着科技的不断进步，航空发动机的高性能与高效率发展趋 势日益明显。
详细描述
为了满足现代航空工业对飞行器性能的更高要求，航空发动 机在设计和制造过程中不断追求更高的推力、更轻的重量、 更低的油耗和更高的可靠性。
航空发动机工作原理(教学课件)
中国，美国，俄罗斯，英国，法国
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
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
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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
航空发动机概述精品PPT课件
4、涡轮轴发动机
➢ 涡轮轴发动机用于直升机，与涡桨发动机相类似， 将燃气发生器产生的可用功几乎全部从动力涡轮 轴上输出，带动直升机的旋翼和尾桨。
➢ 涡轮轴发动机简图
发动机在飞机上的位置
机身内后部
发动机在飞机上的位置
机翼根部
发动机在飞机上的位置
机翼下（多用于旅客机）
发动机在飞机上的位置
机身后部平尾根部
冲压空气喷气发动机
脉动式空气喷气发动机
（2）燃气涡轮喷气发动机
发动机工作时，空气的压缩除了利用冲压 的作用外，主要依靠专门的压气机来完成。
燃气涡轮喷气发动机的分类
用于飞机的航空燃气轮机： 涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
用于直升飞机的航空燃气轮机： 涡轮轴发动机
1、涡轮喷气发动机
一、航空活塞式发动机
按混合气着火的方法区分 点燃式发动机
电嘴产生电火花点燃混合气 压燃式发动机
不装电嘴
一、航空活塞式发动机
按冷却发动机的方法区分 气冷式发动机
直接利用飞行中的迎面气流来冷却气缸 液冷式发动机
利用循环流动的冷却液来冷却气缸
一、航空活塞式发动机
按气缸排列的方式区分 直列型发动机
二、喷气发动机
火箭发动机
固体火箭发动机
液体火箭发动机
无压气机式空 气喷气发动机
冲压式喷气发动机 脉动式喷气发动机
空气喷气发动机
涡轮喷气发动机
有压气机式空气喷 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
1、火箭发动机
火箭发动机自身带有氧化剂，燃料燃烧时 不需要外界输入空气来助燃，可以在真空 中飞行，飞行高度不受限制。
根据采用的燃料不同，分为固体燃料火箭 发动机和液体燃料火箭发动机两种。
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
西工大航空发动机PPT课件
32
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
33
15
第三节、空气喷气发动机 一、涡轮喷气发动机
16
1、主要部件和工作原理 1）主要部件：进气道、压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管 2）工作原理： 压缩 等压加热 膨胀 等压放热
2、发动机性能参数 1）推力： 作用于发动机内外表面压力的合力
F ( q m ,i n q m ,o) v u e tq m ,iv n 0 A (P e P 0 )
高速喷出，产生反作用力（推力）的发动机
1
2
3
4
5
6
7
8
二、发动机的分类
气冷式
活塞发动机
液冷式
离心压气机式
涡轮喷气
涡轮螺桨
轴流压气机式
空气喷气 涡轮风扇
飞
行
涡轮轴
器
发
喷气式发动机
动
机
脉冲喷气 冲压式
火箭喷气
固体 液体
组合
火箭冲压 涡喷—冲压
特种发动机
电磁 核能 太阳能
…
带压气机 不带压气机
由滑油泵将滑油送到滑动面之间和轴承中 以减轻磨损 用于冷却内燃和摩擦所产生的热量 气冷 液冷
用于将发动机发动起来
压缩空气 电动机
用于定时开关进气门和排气门
由曲轴带动凸轮盘推动推杆和摇臂控制阀门
12
13
14
三、主要性能参数 1、有效功率：可用于驱动螺旋桨的功率 2、燃油消耗率：简称耗油率，指每千瓦功率1小时所耗燃油质量 3、加速性：指发动机从最小转速加速到最大转速所需时间 良好的维修性、高可靠性、长寿命、重量小、 迎风面积小 重量马力比
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
33
15
第三节、空气喷气发动机 一、涡轮喷气发动机
16
1、主要部件和工作原理 1）主要部件：进气道、压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管 2）工作原理： 压缩 等压加热 膨胀 等压放热
2、发动机性能参数 1）推力： 作用于发动机内外表面压力的合力
F ( q m ,i n q m ,o) v u e tq m ,iv n 0 A (P e P 0 )
高速喷出，产生反作用力（推力）的发动机
1
2
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4
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7
8
二、发动机的分类
气冷式
活塞发动机
液冷式
离心压气机式
涡轮喷气
涡轮螺桨
轴流压气机式
空气喷气 涡轮风扇
飞
行
涡轮轴
器
发
喷气式发动机
动
机
脉冲喷气 冲压式
火箭喷气
固体 液体
组合
火箭冲压 涡喷—冲压
特种发动机
电磁 核能 太阳能
…
带压气机 不带压气机
由滑油泵将滑油送到滑动面之间和轴承中 以减轻磨损 用于冷却内燃和摩擦所产生的热量 气冷 液冷
用于将发动机发动起来
压缩空气 电动机
用于定时开关进气门和排气门
由曲轴带动凸轮盘推动推杆和摇臂控制阀门
12
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三、主要性能参数 1、有效功率：可用于驱动螺旋桨的功率 2、燃油消耗率：简称耗油率，指每千瓦功率1小时所耗燃油质量 3、加速性：指发动机从最小转速加速到最大转速所需时间 良好的维修性、高可靠性、长寿命、重量小、 迎风面积小 重量马力比
航空发动机工作原理(教学课件)
压气机通常由多级组成，每一级都有一组转子叶片和一组静子叶片。转子片负责 将空气吸入并加速，而静子叶片则负责将空气引导并压缩。
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
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
发动机原理课件完整版：第一章2、3、4、5节
• X f — 摩擦阻力 • 因与飞行方向相反，故均为负。
2020年4月14日
6
二、推力公式推导
• Fin
01
qm gV 9qm aV 0p0A 0 pdAF inp9A 9
0
• 动量定理：
控制体进、出口气流动量变化＝全部轴向力的合力
• 控制体包括：短舱包含的气流和进气道前 方一段扩张管流。
2020年4月14日
7
二、推力公式推导
• Feff
F eff F inF out
01
9
qm gV 9qm aV 0p0A 0pdAp9A 9pdAXf
0
01
9
p0dA p0A9 p0A0
0
9
p0A0= p0dAp0A9 0
2020年4月14日
8
二、推力公式推导
• Feff
F eff F inF out
01
9
qm gV 9qm aV 0p0A 0pdAp9A 9pdAXf
0
01
qmgV9qmaV0(p9p0)A9 推力
01
9
(pp0)dA (pp0)dAXf 阻力
0
01
附加阻力 压差阻力 摩擦阻力
2020年4月14日
9
二、推力公式推导
• 推力 • 附加阻力 • 压差阻力 • 摩擦阻力
F q m g V 9 q m a V 0 (p 9 p 0 )A 9
2020年4月14日
19
一、性能指标
• 示例： • 进行发动机地面台架试车，其中发动机进
口流量100kg/s，进口速度120m/s，排气速 度800m/s，尾喷管完全膨胀，则发动机产 生的推力是多少？ • A 68000N • B 80000N
航空发动机工作原理课件
压缩过程
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。
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 ppt课件
• 随着飞行速度的增大, 冲 压比变大
• 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
• 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
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▪ 进气道前方气流的速度是由飞机的飞行速度决 定的，而进气道出口的气流速度是由发动机的 工作状态决定的
▪ 一般情况下，进气道前方气流与出口的速度是 不相等的
❖ 对进气道最基本性能要求是：
▪ 飞机在任何飞行状态以及发动机在任何工作状 态下，进气道都能以最小的总压损失满足发动 机对空气流量的要求。
7
CDAVTC
– 在对流层内, 随着飞行高度H的增高, 大气温度下降, 所以冲 压比上升；
– 在同温层内, 由于大气温度不再随高度而变化, 这时进气道的 冲压比也就不随高度而变化,保持常数。
16
CDAVTC
❖ 亚音速进气道工作状态影响因素 ▪ 远前方未扰动截面气流速度（即飞行速度） ▪ 发动机工作状态
• 决定压气机进口流量 • 决定了进气道唇口速度c01
❖ 通道形状 ▪ 0-0与01-01间前一段是 扩张形的管道 ▪ 前整流锥后的管道稍有 收敛
❖ 进气道内参数变化规律 ▪ 扩张段 ▪ 收敛断
• 气流速度稍有上升, 压力 和温度稍有下降, 这样可 以使气流比较均匀地流入 压气机保证压气机的正常 工作。
8
CDAVTC
亚音速进气道内部气体流动示意图
9
• 随着飞行速度的增大, 冲 压比变大
• 而且飞行速度越大,冲压 比增加的越快。
15
CDAVTC
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:
▪ 超音速进气道 • 可分为内压式、外压式和混合式三种
5
CDAVTC
亚音速进气道
❖ 组成 ▪ 壳体和前整流锥
❖ 站位分析 ▪ 0－0截面
• 进气道前气流未受扰动处 的截面
▪ 01－01截面
• 进气道的进口
▪ 1－1截面
• 进气道的出口
6
CDAVTC
进气道的要求
❖ 进气道要在任何情况下满足气流速度的转变
10
CDAVTC
流动损失
▪ 气流流过进气道外壁面时, 存在粘性摩擦损失和 分离损失
▪ 为了减小流动损失, 在维修过程中特别注意不要 损坏进气道的形面, 保持壁面的光滑
❖ 总压恢复系数
i
p1* p0*
▪ 总压恢复系数小于１
▪ 飞行中亚音速进气道的总压恢复系数通常为 0.94－0.98。
11
CDAVTC
流动损失
❖ 出口流场的崎变指数
D
p* 1,max
p* 1,min
p1*
▪ 进气道出口流场不均匀对发动机的稳定工作有 很大影响, 会使压气机喘振和燃烧室熄火
▪ 出口总压参数
▪ 衡量进气道出口气流流场应均匀, 描写流场均匀 度的参数
12
CDAVTC
冲压作用
❖ 冲压作用 冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的
CDAVTC
流动损失
▪ 唇口损失
• 由于气流在唇口突然改变流动方向和撞击壳体而引起的 • 有时气流还会离体 • 通常采用圆头较厚的唇口
▪ 内部流动损失
• 粘性摩擦损失
– 由于进气道内壁面与气流之间的摩擦力所引起的 – 内壁面应做得尽可能的光滑, 以减 小摩擦损失
• 气流分离损失
– 由气流附面层离体而产生的, 当通道内扩张度过大时就容易产生 – 因而它取决于通道内气流的压力梯度和通道的扩张角
17
CDAVTC
亚声速进气道前方气流流动图
18
CDAVTC
❖ 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
19
CDAVTC
亚声速进气道前方气流流动图
20
CDAVTC
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
21
CDAVTC
超音速进分为内压式、外压式和混合式三种基本类型
22
CDAVTC
内压式进气道
由特殊型面构成的先收敛后扩张型的管道组成 ▪ 在设计状态下不考虑粘性时, 特殊型面可以保证超音速 气流在管道的收敛段经过一系列微弱压缩波定熵地减速, 在管道最小截面处达到音速, 之后在扩张段气流继续减 速扩压 ▪ 但由于内压式超音速进气道存在着所谓“起动”问题防 碍了它的实际应用。
23
CDAVTC
❖ 进气道的起动过程也就是如何消除进气道进口前 的脱体弓形波，建立起最佳流动的过程。
❖ 有两种途径可以建立起进气道的最佳流动状态 ❖一种是增大迎面气流的 Ma 数； ❖ 另一种是增大喉部截面面积。
AERO-ENGINE —INLET
航空发动机原理与结构
张驰
主要内容
亚音速进气道
超音速进气道
进气道防冰
2
CDAVTC
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
▪ ▪
表冲达压式比越大i* ,表pp10*示空气在压气机前的冲压压缩的程度越
大
▪
影响参数 i
i
1
1 2
Ma 1
i 1
1 2
V2
RT0
1
• 流动损失、飞行速度和大气温度 • 影响参数分析
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CDAVTC
冲压比随飞行速度的变化
❖ 飞行速度V: ▪ 当大气温度和流动损失 一定时, 飞行速度越大, 则冲压比越高。 ▪ 在没有流动损失的情况 下,进气道的冲压比随飞 行速度的变化规律
3
CDAVTC
进气道的功用
▪ 在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动 损失, 顺利地引入压气机并在压气机进口形成均 匀的流场以避免压气机叶片的振动和压气机失 速;
▪ 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。
4
CDAVTC
进气道分类
▪ 亚音速进气道 • 主要用于民用航空发动机，而且为单状态飞机 • 大多采用扩张形、几何不可调的亚音速进气道
过程。
▪ 亚音速飞机 • 进气道出口静压P1与P0比值最多在1.7左右 • 冲压作用不是很明显
▪ 超音速飞机 • Ma＝2.0， P1/P0=7; Ma＝3.0， P1/P0=30; • 几何可调以防止较大的反压梯度下分离
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CDAVTC
冲压比
❖ 冲压比πi ▪ 进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值
▪ 一般情况下，进气道前方气流与出口的速度是 不相等的
❖ 对进气道最基本性能要求是：
▪ 飞机在任何飞行状态以及发动机在任何工作状 态下，进气道都能以最小的总压损失满足发动 机对空气流量的要求。
7
CDAVTC
– 在对流层内, 随着飞行高度H的增高, 大气温度下降, 所以冲 压比上升；
– 在同温层内, 由于大气温度不再随高度而变化, 这时进气道的 冲压比也就不随高度而变化,保持常数。
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CDAVTC
❖ 亚音速进气道工作状态影响因素 ▪ 远前方未扰动截面气流速度（即飞行速度） ▪ 发动机工作状态
• 决定压气机进口流量 • 决定了进气道唇口速度c01
❖ 通道形状 ▪ 0-0与01-01间前一段是 扩张形的管道 ▪ 前整流锥后的管道稍有 收敛
❖ 进气道内参数变化规律 ▪ 扩张段 ▪ 收敛断
• 气流速度稍有上升, 压力 和温度稍有下降, 这样可 以使气流比较均匀地流入 压气机保证压气机的正常 工作。
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CDAVTC
亚音速进气道内部气体流动示意图
9
• 随着飞行速度的增大, 冲 压比变大
• 而且飞行速度越大,冲压 比增加的越快。
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CDAVTC
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:
▪ 超音速进气道 • 可分为内压式、外压式和混合式三种
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CDAVTC
亚音速进气道
❖ 组成 ▪ 壳体和前整流锥
❖ 站位分析 ▪ 0－0截面
• 进气道前气流未受扰动处 的截面
▪ 01－01截面
• 进气道的进口
▪ 1－1截面
• 进气道的出口
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CDAVTC
进气道的要求
❖ 进气道要在任何情况下满足气流速度的转变
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CDAVTC
流动损失
▪ 气流流过进气道外壁面时, 存在粘性摩擦损失和 分离损失
▪ 为了减小流动损失, 在维修过程中特别注意不要 损坏进气道的形面, 保持壁面的光滑
❖ 总压恢复系数
i
p1* p0*
▪ 总压恢复系数小于１
▪ 飞行中亚音速进气道的总压恢复系数通常为 0.94－0.98。
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CDAVTC
流动损失
❖ 出口流场的崎变指数
D
p* 1,max
p* 1,min
p1*
▪ 进气道出口流场不均匀对发动机的稳定工作有 很大影响, 会使压气机喘振和燃烧室熄火
▪ 出口总压参数
▪ 衡量进气道出口气流流场应均匀, 描写流场均匀 度的参数
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CDAVTC
冲压作用
❖ 冲压作用 冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的
CDAVTC
流动损失
▪ 唇口损失
• 由于气流在唇口突然改变流动方向和撞击壳体而引起的 • 有时气流还会离体 • 通常采用圆头较厚的唇口
▪ 内部流动损失
• 粘性摩擦损失
– 由于进气道内壁面与气流之间的摩擦力所引起的 – 内壁面应做得尽可能的光滑, 以减 小摩擦损失
• 气流分离损失
– 由气流附面层离体而产生的, 当通道内扩张度过大时就容易产生 – 因而它取决于通道内气流的压力梯度和通道的扩张角
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CDAVTC
亚声速进气道前方气流流动图
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CDAVTC
❖ 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
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CDAVTC
亚声速进气道前方气流流动图
20
CDAVTC
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
21
CDAVTC
超音速进分为内压式、外压式和混合式三种基本类型
22
CDAVTC
内压式进气道
由特殊型面构成的先收敛后扩张型的管道组成 ▪ 在设计状态下不考虑粘性时, 特殊型面可以保证超音速 气流在管道的收敛段经过一系列微弱压缩波定熵地减速, 在管道最小截面处达到音速, 之后在扩张段气流继续减 速扩压 ▪ 但由于内压式超音速进气道存在着所谓“起动”问题防 碍了它的实际应用。
23
CDAVTC
❖ 进气道的起动过程也就是如何消除进气道进口前 的脱体弓形波，建立起最佳流动的过程。
❖ 有两种途径可以建立起进气道的最佳流动状态 ❖一种是增大迎面气流的 Ma 数； ❖ 另一种是增大喉部截面面积。
AERO-ENGINE —INLET
航空发动机原理与结构
张驰
主要内容
亚音速进气道
超音速进气道
进气道防冰
2
CDAVTC
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
▪ ▪
表冲达压式比越大i* ,表pp10*示空气在压气机前的冲压压缩的程度越
大
▪
影响参数 i
i
1
1 2
Ma 1
i 1
1 2
V2
RT0
1
• 流动损失、飞行速度和大气温度 • 影响参数分析
14
CDAVTC
冲压比随飞行速度的变化
❖ 飞行速度V: ▪ 当大气温度和流动损失 一定时, 飞行速度越大, 则冲压比越高。 ▪ 在没有流动损失的情况 下,进气道的冲压比随飞 行速度的变化规律
3
CDAVTC
进气道的功用
▪ 在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动 损失, 顺利地引入压气机并在压气机进口形成均 匀的流场以避免压气机叶片的振动和压气机失 速;
▪ 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。
4
CDAVTC
进气道分类
▪ 亚音速进气道 • 主要用于民用航空发动机，而且为单状态飞机 • 大多采用扩张形、几何不可调的亚音速进气道
过程。
▪ 亚音速飞机 • 进气道出口静压P1与P0比值最多在1.7左右 • 冲压作用不是很明显
▪ 超音速飞机 • Ma＝2.0， P1/P0=7; Ma＝3.0， P1/P0=30; • 几何可调以防止较大的反压梯度下分离
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CDAVTC
冲压比
❖ 冲压比πi ▪ 进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值