燃气涡轮发动机
燃气涡轮发动机第4~6章讲义
燃气涡轮发动机：第四章 发动机特性
4．2 涡轮风扇发动机
4．2．1工作原理及特点
涡轮风扇发动机有内涵和外涵两个通道。空气经过风扇之后分成
两路：一路是内涵气流，经低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压
涡轮、低压涡轮，燃气从喷管排出；另一路是外涵气流，风扇后空气
经外涵道直接排入大气或同内涵燃气一起在喷管排出。也就是说，涡
涡扇发动机的推力和燃油消耗率随发动机转速、飞行
速度和飞行高度的变化规律称为：流过内涵的空气流量、单位推力和涵
道比。影响燃油消耗率的因素有：油气比、单位推力和涵
道比。
燃气涡轮发动机：第四章 发动机特性
这里转速特性所指的发动机转速是高压转子转速，推力随转速的增大 而一直增大；燃油消耗率随转速增大开始降低得较快，后来下降缓慢， 到接近最大转速时有所增加（见图4-5）。
分别组成低压转子和高压转子，它们在各自的转速下工作。两个转子
会随着各自负荷的变化自动地调整其转速。双转子与单转子发动机相
比有以下优点：
-双转子可使压气机在更宽的范围内稳定工作，是防喘的有效措施；
-双转子的压气机具有更高的增压比，可以产生更大的推力；
-双转子在发动机低转速下具有较高的压气机效率和较低的涡轮前总 温，在低转速工作时，燃油消耗率比单转子发动机低得多；
燃气涡轮发动机：第四章 发动机特性
4．1．3发动机的特性
1．民航发动机常用的工作状态 -最大起飞工作状态，不使用喷水时批准使用的最大起飞推力，该推
力级别使用有时间限制，仅用于起飞； -最大连续工作状态，这是批准发动机连续使用的最大推力，为延长
发动机寿命，这个级别推力在驾驶员的判断下保证安全飞行使用； -最大巡航工作状态，巡航时批准使用的最大推力； -慢车工作状态，这是发动机能够保持稳定工作的最小转速，用于在
燃气涡轮发动机01-基础知识
混流式涡轮发动机
总结词
混流式涡轮发动机是一种结合了轴流式和离心式特点的燃气涡轮发动机，具有较高的效率和较广泛的适用范围。
详细描述
混流式涡轮发动机的结构介于轴流式和离心式之间，其压气机采用轴流式设计，而涡轮机则采用离心式设计。这 种设计使得混流式涡轮发动机在低速和高速飞行时都能保持良好的性能。此外，混流式涡轮发动机的适用范围较 广，可以用于多种不同类型的飞行器。
清洁发动机外部和内部的灰尘、污垢等，保持发动机的清洁度。
紧固件检查
检查并紧固发动机上的螺栓、螺母等紧固件，确保其牢固可靠。
定期保养与维修
01
02
03
油液更换
定期更换发动机的润滑油、 燃油等油液，保证发动机 的正常运转。
滤清器更换
定期更换空气滤清器、机 油滤清器等滤清器，防止 杂质进入发动机，影响其 正常运转。
管路是否漏油等。
05
燃气涡轮发动机的发展趋势与未 来展望
技术创新与改进
材料工艺
采用更先进的材料和制造工艺，提高燃气涡轮发动机的性能和耐 久性。
冷却技术
研究和发展更有效的冷却技术，以应对高温、高压的工作环境。
控制系统
改进和优化燃气涡轮发动机的控制系统，提高其稳定性和可靠性。
应用领域的拓展
航空领域
部件检查与更换
定期检查发动机的部件， 如轴承、密封圈等，如有 损坏或磨损严重应及时更 换。
常见故障诊断与排除
发动机过热
01
检查冷却系统是否正常工作，散热器是否清洁，风扇是否正常
运转等。
发动机振动过大
02
检查发动机安装是否牢固，轴承、齿轮等部件是否磨损严重，
民用航空燃气涡轮发动机原理发动机推力燃油消耗率计算
民用航空燃气涡轮发动机原理发动机推力燃油消耗率计算民用航空燃气涡轮发动机是现代飞机上最常用的发动机之一、它的工作原理是利用燃油燃烧产生的高温高压气体来驱动涡轮，并通过涡轮的转动来带动飞机的前进运动。
下面我将详细介绍燃气涡轮发动机的工作原理、推力和燃油消耗率的计算方法。
首先，我们来了解燃气涡轮发动机的工作原理。
燃气涡轮发动机由三个主要部分组成：进气系统、燃烧室和涡轮。
当飞机在地面开始起飞时，空气从飞机前部进入进气系统，经过增压器增压后进入燃烧室。
在燃烧室中，燃油和压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的气体。
这些气体经过涡轮，驱动涡轮的转动。
同时，涡轮的转动通过轴传递给飞机的前进推进器，使飞机向前推进。
接下来，我们来了解燃气涡轮发动机的推力计算。
燃气涡轮发动机的推力与燃烧室内的燃气流速和喷射速度相关。
喷射速度实际上是燃气速度，它可以通过马赫数和声速计算得到。
具体计算公式如下：推力=燃料流量×(喷射速度-进气速度)其中，燃料流量表示燃油的消耗速率，单位为千克/秒；喷射速度和进气速度分别表示喷射出口和进气口的速度，单位为米/秒。
最后，我们来了解燃气涡轮发动机的燃油消耗率计算。
燃油消耗率与燃气涡轮发动机的推力和效率相关。
燃气涡轮发动机的效率可以通过喷气比来计算，喷气比表示喷射出口的质量流量与进气流量之比。
根据热力学理论，喷气比可以通过下面的公式计算得到：喷气比=1/(1+空气-燃料比)其中，空气-燃料比表示进入燃烧室的空气质量流量与燃料质量流量之比。
燃油消耗率可以通过以下公式计算：燃油消耗率=燃料流量/推力通过这些公式，我们可以计算燃气涡轮发动机的推力和燃油消耗率。
这些参数可以在设计和优化飞机性能、计划航程和决策燃油储备等方面提供指导意义。
综上所述，民用航空燃气涡轮发动机的工作原理涉及进气系统、燃烧室和涡轮三个主要部分。
推力和燃油消耗率的计算可以通过公式计算得到。
掌握这些知识有助于我们更好地理解飞机发动机的工作原理和性能计算方法。
燃气涡轮发动机实训报告
一、引言燃气涡轮发动机作为一种高效、清洁的动力装置，广泛应用于航空、船舶、发电等领域。
为了更好地了解燃气涡轮发动机的结构、工作原理以及性能特点，我们开展了燃气涡轮发动机实训。
本次实训旨在通过实际操作和理论分析，使学生掌握燃气涡轮发动机的基本知识和操作技能。
二、实训目的1. 了解燃气涡轮发动机的结构、工作原理和性能特点；2. 掌握燃气涡轮发动机的操作步骤和维护方法；3. 培养学生动手能力和团队协作精神。
三、实训内容1. 燃气涡轮发动机概述燃气涡轮发动机是一种热力发动机，主要由压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部件组成。
空气经过进气道进入压气机，被压缩成高压气体，随后与燃油混合燃烧，产生高温高压气体，推动涡轮旋转，带动压气机工作。
最后，高温气体通过尾喷管排出，产生推力。
2. 燃气涡轮发动机的结构与工作原理（1）压气机：压气机是燃气涡轮发动机的核心部件之一，其作用是将空气压缩成高压气体。
压气机通常采用轴流式结构，由静叶和动叶组成。
静叶固定不动，动叶随涡轮旋转。
（2）燃烧室：燃烧室是燃气涡轮发动机的燃烧场所，其主要作用是将燃油与空气混合燃烧，产生高温高压气体。
燃烧室通常采用火焰稳定器来保证燃烧稳定。
（3）涡轮：涡轮是燃气涡轮发动机的能量转换部件，其主要作用是将燃烧产生的热能转换为机械能。
涡轮通常采用轴流式结构，由静叶和动叶组成。
（4）尾喷管：尾喷管是燃气涡轮发动机的排气部分，其主要作用是将高温气体加速排出，产生推力。
3. 燃气涡轮发动机的操作步骤（1）启动前准备：检查发动机各部件是否完好，加注燃油，检查燃油供应系统，预热发动机。
（2）启动：按照操作规程启动发动机，观察发动机运行状态。
（3）运行：调整发动机转速和推力，观察发动机运行参数，确保发动机稳定运行。
（4）停机：按照操作规程停机，检查发动机各部件状态。
4. 燃气涡轮发动机的维护方法（1）定期检查：定期检查发动机各部件，如压气机、燃烧室、涡轮等，确保其正常运行。
航空燃气涡轮发动机原理,王琴芳
航空燃气涡轮发动机原理引言航空燃气涡轮发动机（Gas Turbine Engine）是一种利用燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮，从而产生推力的发动机。
它广泛应用于现代航空领域，是飞机的主要动力装置之一。
本文将详细解释航空燃气涡轮发动机的基本原理，包括工作循环、组成部分以及运行过程。
工作循环航空燃气涡轮发动机的工作循环主要包括压缩、燃烧和膨胀三个过程。
1.压缩（Compression）：在这个过程中，来自外部的空气经过进气口进入发动机，并经过多级压缩器（Compressor）进行压缩。
压缩器由多个转子和定子组成，通过旋转运动将空气逐渐压缩，并提高其温度和压力。
2.燃烧（Combustion）：在这个过程中，经过压缩后的空气进入到燃烧室（Combustion Chamber），与喷入的燃料混合并点燃。
燃烧产生的高温高压气体通过喷嘴喷向涡轮（Turbine）。
3.膨胀（Expansion）：在这个过程中，高温高压气体经过涡轮的作用，使其旋转并释放出能量。
涡轮与压缩机共用一根轴，因此涡轮的旋转也会带动压缩机的旋转。
同时，涡轮还通过输出轴将剩余的能量传递给飞机的推进系统，产生推力。
组成部分航空燃气涡轮发动机由多个组成部分构成，下面将对每个部分进行详细解释。
1.进气系统（Inlet System）：进气系统负责将外界空气引入发动机内部，并通过滤清器去除杂质。
进气口通常位于飞机的前部，并采用特殊设计以确保稳定流量和适当压力。
2.压缩系统（Compression System）：压缩系统由多级压缩器组成，其中的转子和定子通过旋转运动将空气逐渐压缩。
这样做不仅提高了空气的密度和温度，也为燃烧提供了必要的条件。
3.燃烧室（Combustion Chamber）：燃烧室是将压缩空气与喷入的燃料混合并点燃的地方。
在燃烧过程中，释放出的能量会使气体温度和压力升高，为后续的膨胀提供动力。
4.涡轮（Turbine）：涡轮是航空燃气涡轮发动机中最重要的组成部分之一。
燃气涡轮喷气发动机喷管的实际落压比
燃气涡轮喷气发动机喷管的实际落压比燃气涡轮喷气发动机是现代航空工业中最重要的发动机类型之一。
喷管作为其关键部件之一，在发动机工作过程中起到了至关重要的作用。
实际落压比是喷管设计中一个关键参数，它直接影响发动机的性能表现和燃烧效率。
本文将深入探讨燃气涡轮喷气发动机喷管实际落压比的意义和影响，并分享关于这个主题的个人观点和理解。
1. 实际落压比的定义实际落压比是指燃气涡轮喷气发动机在喷管出口处的总压与大气静压之比。
它是静态部分和动态部分的压力损失的综合体现，代表了发动机内部流动的能量损失情况。
2. 实际落压比的影响因素（1）高温燃气流：燃气涡轮发动机工作时，燃烧后的高温燃气通过涡轮叶片加速流过喷管。
高温燃气对喷管材料的耐久性提出了极高的要求，因为喷管要能够承受高温和高压的冲击，同时保持稳定的工作状态。
（2）流量损失：由于喷管内部存在复杂的曲线和结构，流动会产生阻力。
而喷管中的阻力直接影响实际落压比的大小，因此优化喷管的设计可以减少压力损失，提高实际落压比，从而提高发动机的性能。
（3）航空器尺寸和用途：不同型号的航空器对发动机性能的要求各不相同，因此实际落压比的大小也会有所不同。
小型商用飞机和大型客机的喷管设计会有所区别，因为它们在速度、载荷和燃油消耗等方面存在差异。
3. 实际落压比的意义（1）燃烧效率：实际落压比直接影响发动机的燃烧效率。
较高的实际落压比可以提高燃烧过程的效率，使燃料更完全燃烧，减少废气排放和烟雾产生。
这对于环境保护和减少能源浪费都非常重要。
（2）推力性能：实际落压比对发动机的推力性能有着直接的影响。
较高的实际落压比可以提供更大的推力输出，使飞机在起飞、爬升和高空巡航等工况中表现更为出色。
对于商业航空公司来说，提高推力性能可以减少航班时间和燃油消耗，带来更好的经济效益。
4. 燃气涡轮喷气发动机喷管实际落压比的优化（1）材料选择：选择高温合金材料可以提高喷管的耐温性能，减少高温燃气对喷管的损伤。
燃气涡轮发动机工作原理
燃气涡轮发动机工作原理
燃气涡轮发动机是一种常见的航空发动机类型，它利用燃气的能量来产生推力。
该类型发动机主要由压气机、燃烧室、涡轮和喷管等部件组成。
首先，空气通过进气道进入压气机。
压气机中有一系列叶片，当空气经过叶片时，叶片将会加速并增加空气的压强。
这个过程使得空气被压缩，准备进入燃烧室。
接下来，被压缩的空气进入燃烧室，与燃料混合后点燃。
燃料的燃烧释放出高温和高压的燃气。
这些高温高压的燃气通过喷头喷到涡轮叶片上。
涡轮由高温高压燃气的冲击作用下开始旋转。
涡轮的旋转驱动压气机，使其能够继续向前压缩更多的空气。
同时，涡轮也驱动了喷气喷管（喷嘴），使得高速喷出的燃气产生向后的推力。
燃气涡轮发动机通过不断循环上述过程，使得发动机能够持续地产生推力。
更多的推力产生，取决于压气机的压缩效率、燃烧室的燃烧效率以及涡轮的性能。
此外，燃气涡轮发动机还通过调整喷气喷管的喷出速度和方向，实现飞行器的姿态控制。
总之，燃气涡轮发动机利用压气机将空气压缩，经过燃烧室的燃烧后释放出燃气，再通过涡轮的旋转驱动压气机和喷气喷管，产生推力。
这种工作原理使得燃气涡轮发动机成为现代航空业中最为重要的动力装置之一。
燃气涡轮发动机
燃气涡轮发动机1.压气机、燃烧室、涡轮称为燃气发生器，燃气发生器又称为核心机。
2.发动机压力比EPR：低压涡轮出口总压与低压压气机进口总压之比，同气流通过发动机的加速成比例。
表征推力。
发动机涵道比：指涡扇发动机通过外涵的空气质量流量与通过内涵的空气质量流量之比。
涵道比为1左右是低涵道比，2～3左右是中涵道比，4以上的高涵道比。
低涵道比发动机产生推力是热排气高温高压。
高涵道产生推力是风扇。
风扇转速n1：对于高涵道比涡扇发动机，由于风扇产生的推力占绝大部分，风扇转速也是推力表征参数。
3.总推力是指当飞机静止时发动机产生的推力，包括由排气动量产生的推力和喷口静压和环境空气静压之差产生的附加推力。
4.当量轴功率ESHP：计算总的功率输出时，轴功率加上喷气推力的影响。
5.进气道的流量损失用进气道的总压恢复系数σi表示：σi = p1*/ p0* (进气道出口截面总压 / 进气道前方来流总压) ＜16.喘振：压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的振荡现象。
喘振的根本原因是由于气流攻角过大，使气流在叶背处发生分离，而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。
7.VSV偏开导致高压压气机流量系数变大，气流在压气机叶盆会发生偏离，形成涡流状态；高压压气机会变轻，高压压气机转速上升，由于高压压气机出现涡轮状态，导致压气机进气量下降，此时风扇的流量系数下降，会在风扇和低压压气机叶片背处出现分离，发生喘振现象，之后风扇和低压压气机所需的功率上升，低压转子呈减速降低趋势。
为保证发动机风扇的转速不变，发动机控制系统就会增加燃油流量，t3*与EGT上升，涡轮做功能力上升，保证风扇转速n1不变，n2上升。
8.防喘措施：防止压气机失速和喘振的方法常用：放气活门、压气机静止叶片可调和采用多转子。
9.压气机结构的核心是转子组件和机匣。
10.转子的基本类型有鼓式、盘式和鼓盘式。
11.每个高压压气机总是有CDP (压气机排气压力) 密封，位于最后一级压气机的后面。
燃气涡轮发动机 热效率
燃气涡轮发动机热效率燃气涡轮发动机热效率是衡量发动机燃料利用率的重要指标之一。
热效率是指发动机在单位时间内将燃料的热能转化为有效功的能力，也是发动机能源利用的高效性的直接体现。
燃气涡轮发动机是一种利用燃气燃烧产生高温高压气体推动涡轮旋转从而产生动力的发动机。
其热效率主要由两个方面决定：燃烧室效率和涡轮机械效率。
燃烧室效率是指燃气涡轮发动机在燃烧过程中将燃料的化学能转化为热能的能力。
燃烧室的设计和燃烧过程的控制对热效率的提高起着至关重要的作用。
燃烧室的设计应该使燃料和空气充分混合，并且保持适当的燃烧温度和压力，以确保燃料能够完全燃烧。
同时，燃烧室的结构应该尽量减少热能的损失，防止热能通过壁面散失。
此外，燃烧室的冷却系统也需要进行优化，以保证燃烧室的稳定性和寿命。
涡轮机械效率是指涡轮转子将燃烧产生的高温高压气体能量转化为机械功的能力。
涡轮机械效率主要取决于涡轮转子的设计和制造工艺。
涡轮转子应该具有高强度和高温度抗氧化能力，以保证其在高温高压环境下的正常工作。
此外，涡轮转子的叶片形状和数量也会对效率产生影响。
合理的叶片设计可以提高涡轮的效率，减少能量损失。
为了提高燃气涡轮发动机的热效率，可以采取以下措施：1. 优化燃烧室设计。
通过改变燃烧室的结构和燃烧过程的控制方式，提高燃烧效率，减少热能损失。
2. 采用先进的涡轮材料和制造工艺。
选择高温合金和陶瓷材料，提高涡轮转子的耐高温和耐腐蚀能力，减少能量损失。
3. 优化涡轮叶片设计。
通过改变叶片的形状和数量，提高涡轮的效率，减少能量损失。
4. 引入废热回收技术。
利用废热回收系统将发动机排放的废热转化为有用的热能，提高热效率。
燃气涡轮发动机的热效率是衡量其燃料利用率的重要指标。
通过优化燃烧室设计、改进涡轮叶片形状和数量、采用先进的涡轮材料和制造工艺，以及引入废热回收技术，可以提高燃气涡轮发动机的热效率，实现能源的高效利用。
这对于减少燃料消耗、降低排放和保护环境都具有重要意义。
燃气涡轮发动机的组成
燃气涡轮发动机的组成燃气涡轮发动机是一种常见的内燃机，它由多个组件组成，这些组件相互配合以完成发动机的工作。
下面将详细介绍燃气涡轮发动机的组成。
1. 压气机（Compressor）：压气机是燃气涡轮发动机的核心部件之一。
它由多个叶片组成，通过旋转产生气流，并将空气压缩，提高气体压力和密度。
压气机分为多级压气机，每级压气机都会将气体进一步压缩。
2. 燃烧室（Combustion Chamber）：燃烧室是燃气涡轮发动机的燃烧部分，它将压缩后的空气与燃料混合并点燃，产生高温高压的燃烧气体。
燃烧室通常采用环形燃烧室，燃烧气体在环形燃烧室中形成螺旋状流动，以提高燃烧效率。
3. 高压涡轮（High Pressure Turbine）：高压涡轮是燃气涡轮发动机中的一个关键部件。
它通过燃烧室中的燃烧气体的高温高压来驱动，将气体能量转化为机械能。
高压涡轮与压气机通过一根轴相连，共同组成了一个转子，使气体能量传递到压气机。
4. 低压涡轮（Low Pressure Turbine）：低压涡轮也是燃气涡轮发动机的一个重要部件。
它与高压涡轮相似，同样通过气体的能量转换来驱动压气机。
低压涡轮通常比高压涡轮大，因为它需要处理更多的气体流量。
5. 推力产生装置（Thrust Producing Device）：推力产生装置是燃气涡轮发动机的输出部分，它通过将气体喷出来产生反作用力，从而推动飞机或其他设备前进。
推力产生装置通常是一个喷嘴，通过调整喷嘴的开口面积来控制推力大小。
6. 冷却系统（Cooling System）：由于燃烧室中产生的高温燃烧气体对发动机的材料具有很高的热负荷，因此燃气涡轮发动机还需要一个冷却系统来降低温度并保护发动机部件。
冷却系统通常使用冷却空气或涡轮盘上的冷却通道来冷却发动机。
7. 油系统（Oil System）：燃气涡轮发动机还需要一个油系统来润滑和冷却发动机的运动部件，以减少磨损和摩擦。
油系统通常包括一个油箱、油泵、油冷却器和油滤器等组件。
航空燃气涡轮发动机发展历史
航空燃气涡轮发动机发展历史航空燃气涡轮发动机发展历史航空燃气涡轮发动机是现代民航机、军机的主要动力。
它的发明和发展史可以追溯到中世纪。
下面我们将分年代逐步介绍其发展历史。
20世纪50年代：原型与研究1. 原型：莱特兄弟1903年的飞机动力装置，是后来燃气涡轮发动机的奠基之一。
2. 研究：在20世纪50年代初期，美国和英国的企业和研究机构开始研究燃气涡轮发动机。
在这期间，首次飞行的喷气式客机也开始出现。
20世纪60年代：商业化和发展1. 商业化：20世纪60年代初期，燃气涡轮发动机开始商业化。
首个商业机型是1960年推出的DC-8喷气式客机。
2. 发展：20世纪60年代中期，燃气涡轮发动机经历了重大发展，包括增加推力和改进燃油效率。
20世纪70年代：先进技术和高效能1. 先进技术：20世纪70年代，新的制造技术和先进的材料改进了燃气涡轮发动机的性能和效率。
2. 高效能：石油价格飙升使得节约燃油成为优先考虑因素。
燃气涡轮发动机也顺应时代发展需要，提高燃油效率。
20世纪80年代：建立统一标准1. 建立标准：20世纪80年代初期，美国Federal Aviation Administration和欧洲联合航空局为燃气涡轮发动机建立了统一标准。
2. 全球普及：20世纪80年代中期，燃气涡轮发动机得到全球广泛应用，成为民航机、军机的主要动力装置。
21世纪：环保和高科技1. 环保：21世纪，燃气涡轮发动机环保成为主要课题，新技术和材料有望帮助解决发动机碳排放问题。
2. 高科技：现代燃气涡轮发动机采用先进计算机控制，并应用高科技电子、光学及航空材料等技术，使其性能、效率和安全性得到显著提高。
总结燃气涡轮发动机在经历了近一个世纪的发展之后，现代化的技术手段给它注入了更新换代的能量。
在新的时代背景下，它的发展将会更加多元化和广泛化，不断追求环保、高效能、高科技等多元目标，成为人们空中出行的主要动力之一。
航空燃气涡轮发动机原理
航空燃气涡轮发动机原理
航空发动机是飞机的心脏，它直接影响着飞机的性能和安全。
它是利用燃气产生的推力来使活塞做往复运动，从而产生升力和推力。
航空发动机按工作原理可分为压气机、燃烧室、涡轮、喷管和尾喷管等部分，下面就来介绍一下航空发动机的基本工作原理。
1.压气机
压气机是用来产生空气动力的机械，通常在飞机中扮演着压缩空气的角色。
与飞机其他机械相比，发动机具有体积小、重量轻、推力大、推重比高等特点。
1.燃烧室
燃烧室是用来引燃燃料和空气以产生高温高压燃气的部分。
燃烧室是发动机的核心部件，其容积大小直接决定着发动机的最大推力。
1.涡轮
涡轮是航空发动机中转动部件之一，它将发动机排出的高温高压气体做功，使之变成具有一定速度的高压气体。
在航空发动机中，涡轮又是推动活塞运动的动力装置。
涡轮是由电动机或燃气轮机驱动的，其传动方式有齿轮传动和齿轮-轴传动两种。
涡轮旋转时带动轴旋转，产生一个与轴方向相反的推力，这就是推力矢量控制技
— 1 —
术（IFCV）。
— 2 —。
燃气涡轮发动机-第6章涡轮
轴承系统
结构与功能
轴承系统是涡轮机的重要支撑和传动部件，负责支承转子重量并确保转子能够高速旋转。
材料与制造工艺
轴承系统通常采用高精度、高刚度的材料制造，如钢、铜合金等，制造工艺包括精密加工和热处理等 。
03
涡轮的工作流程
燃气流程
燃气流程
涡轮机中的高温燃气通过燃烧室后，首先进入涡轮的导向器，然后 通过动叶通道推动动叶旋转做功，最后通过尾喷管排出。
03
涡轮气动设计等。
涡轮功率与转速
涡轮功率是指涡轮输出的机械 功率，是衡量涡轮工作能力的
重要参数。
转速是指涡轮旋转的角速度， 与涡轮功率和涡轮直径相关。
在一定范围内，涡轮功率与转 速成正比关系，但转速过高可 能导致涡轮机械负荷过大，影
响其寿命和可靠性。
涡轮的膨胀比与压缩比
1
膨胀比是指涡轮出口燃气总温与进口燃气总温之 比，是衡量燃气在涡轮中膨胀程度的重要参数。
涡轮盘需要承受高速旋转和高温燃气 的作用，因此通常采用高强度材料制 造，如钛合金、镍基合金等，制造工 艺包括精密铸造和锻造等。
涡轮机匣
结构与功能
涡轮机匣是涡轮的外壳，起到固定和保护涡轮叶片、轴承系统等部件的作用。
材料与制造工艺
涡轮机匣通常采用耐高温、高强度的材料制造，如钛合金、镍基合金等，制造工艺包括精密铸造和焊接等。
检查润滑油油位、油质 和清洁度，确保正常。
检查冷却液液位、清洁 度和循环情况，确保正
常。
检查进气滤清器清洁度， 确保进气通畅。
定期保养与维修
润滑系统保养
定期更换润滑油和滤清器，清 洗油底壳和机油冷却器。
冷却系统保养
定期更换冷却液和清洗散热器 ，确保散热效果良好。
燃气涡轮发动机工作原理
燃气涡轮发动机工作原理
燃气涡轮发动机是一种内燃机，利用热能转化为动能的装置。
其工作原理主要分为压气、燃烧、推力三个阶段。
在压气阶段，空气经过前部进气道进入涡轮发动机，并经过滤网进行过滤。
随后，进气压缩机开始工作，将空气压缩至高压状态。
通过叶轮的旋转，动能被转化为压力能，同时也为燃烧提供所需的氧气。
在燃烧阶段，高压空气进入燃烧室与燃料混合。
燃料通常为石油类或天然气，通过喷油嘴均匀地喷洒到燃烧室中。
随后，点火系统引燃混合物，产生高温高压的燃气。
在推力阶段，高温高压的燃气经过涡轮，使其旋转，建立动力输出。
涡轮旋转的动力由轴传递给压气机，从而提供了压缩空气所需的能量。
同时，涡轮还驱动喷气口后面的喷气管，将喷气推出，产生推力。
产生的推力使飞机或其他使用燃气涡轮发动机的设备得以推动。
整个工作过程形成了一个循环，不断地进行压气、燃烧和推力产生。
由于燃气涡轮发动机具有高效率和较高的推力重量比，因此在航空、航天、发电等领域得到广泛应用。
燃气涡轮发动机(第二版)第4章
大气温度上升，空气
密度减小，在同样的 转速下,流过发动机的 空气流量减小，压气 机增压比下降,使发动 机推力减小，使燃油 消耗率增加。 大气压力上升,使总压 上升,造成流量和沿流 程各截面上的总压增 加，推力增加，但燃 油消耗率不受影响。
涡轮喷气发动机的高度特性 : 在一定转速和速度条件
下，在H<11 000m时，随 着飞行高度的增加,发动机推 力下降,燃油消耗率下降。在 H> 11000m的同温层,随着 飞行高度的增加，发动机的 推力随高度的增加而继续下 降,而且下降得更快一些，而 燃油消耗率保持不变。
(2)涡轮前温度。涡轮前温度 T * :对发动机总效率的影响较为 3 复杂。T * 增加时，一方面气体动能增量增加,发动机热效率 3 增加;另一方面喷气速度增加使离速损失增加，发动机推进 效率降低。所以, T * 对发动机总效率的影响随不同的发动机 3 类型而不同。
(3)压气机效率和涡轮效率，压气机效率和涡轮效率增加， 气流损失减小，发动机热效率增加,总效率增加。
4.3.1 工作原理和结构特点
当从涡喷发动机基本部分（常常称为燃气发生器） 的排气用于旋转附加的涡轮通过减速器驱动螺旋 桨，这就是涡桨发动机
直接传动涡轮螺桨发动机：附加功率直接从压气 机传动轴驱动螺旋桨减速器产生。
自由涡轮带动：在现代涡轮螺桨发动机中更多的 有自由涡轮，它独立于驱动压气机的涡轮，在发 动机排气流中自由转动。自由涡轮轴通过减速器 驱动螺旋桨。
第4章 燃气涡轮发动机的 性能和特性
涡喷和涡扇发动机的性能参数
发动机的推力和经济性是涡喷发动机和涡扇发动机主 要的性能参数。
4.1.1表征推力的参数
1.转速n
当油门前推时,进人燃烧室的燃油量增加.涡轮前温度增 加，涡轮功增加，发动机转速增加压气机增压比增加,进人 发动机的空气流量增加:同时燃气的膨胀能力增加，有更多 的能量在喷管中转换成气体的动能,从而排气速度增加。所 以.发动机推力随着发动机转速的增加而增大:发动机转速是 影响发动机推力的最主要参数。这样,就可以通过测量发动 机转速的大小来反映此时推力的大小。
燃气涡轮发动机的应用领域
燃气涡轮发动机的应用领域燃气涡轮发动机是一种能够将燃料的热能转化为机械能的设备，它广泛应用于许多领域。
本文将介绍燃气涡轮发动机的应用领域，并分析其在各个领域中的特点和优势。
1. 航空领域燃气涡轮发动机在航空领域中的应用是最为广泛的。
它被用于民用飞机、军用战斗机、直升机等各类飞行器上。
与传统的活塞发动机相比，燃气涡轮发动机具有更高的推力重比和更好的燃烧效率，使得飞机的性能得到了极大的提升。
同时，燃气涡轮发动机还具有启动迅速、响应灵敏的特点，使得飞机可以快速起飞和加速，适应各种飞行任务的需求。
2. 能源领域在能源领域，燃气涡轮发动机被广泛应用于发电厂和工业领域。
燃气涡轮发电机组通过将燃料的热能转化为机械能，然后再转化为电能，实现了高效的发电过程。
相比于传统的蒸汽发电机组，燃气涡轮发电机组具有更高的燃烧效率和更快的启动速度，使得能源的利用更加高效和灵活。
3. 舰船领域燃气涡轮发动机在军舰和商船中也得到了广泛的应用。
它们被用作主要动力装置，驱动船只进行航行。
燃气涡轮发动机具有高功率和快速响应的特点，使得船只可以快速起航和调整航速。
此外，燃气涡轮发动机还具有体积小、重量轻的优势，适合安装在舰船这样的有限空间中。
4. 汽车领域虽然燃气涡轮发动机在汽车领域的应用相对较少，但在高性能和豪华汽车中仍有一定的市场。
燃气涡轮发动机能够提供更大的动力输出和更高的转速，使得汽车在加速和行驶过程中更加顺畅和稳定。
此外，燃气涡轮发动机还具有高效节能的特点，有助于减少汽车的燃料消耗和环境污染。
燃气涡轮发动机在航空、能源、舰船和汽车等领域都有广泛应用。
它们通过将燃料的热能转化为机械能，为各个领域提供了高效、可靠的动力源。
随着科技的不断进步，燃气涡轮发动机的性能和效率还将不断提升，为各个领域的发展带来更多的机遇和挑战。
燃气涡轮发动机概述
F100-PW-229
129.4 kN
推重比=8.0
F110-GE-129
129.1 kN
推重比=8.0
AL-31F(АЛ-31Ф) 122.6 kN
推重比=8.0
授课人 贾斯法
4
第4代战斗机的特点
❖高的敏捷性 ❖好的隐身性 ❖短距起飞着陆能力 ❖超声速巡航能力
授课人 贾斯法
5
四代机对发动机的要求
授课人 贾斯法
2
4.涡轮喷气发动机—压气机
❖ 作用: ❖提高进入燃烧室的空气压力
❖ 重要参数: ❖增压比(P出口/P进口)
❖ 影响发动机性能好坏的一个主要参数
授课人 贾斯法
3
4.涡轮喷气发动机—燃烧室
❖ 作用、特点、构造
授课人 贾斯法
4
4.涡轮喷气发动机—涡轮
❖作用： ❖燃气膨胀作功驱动压气机
授课人 贾斯法
8
联合攻击机 JSF
❖一机三型 ❖ 一条生产线完成三型飞机生产
一机三型 ❖ CTOL型 常规起降 23 t 空军用 ❖ STOVL短距起飞垂直降落型 23 t
海军陆战队、英海军用 ❖ CV即舰载型 海军用 较前二者重
授课人 贾斯法
9
联合攻击机 JSF
❖ ~2010年服役 ❖ 将与F-22成为美国主力战斗机 ❖ 投资约160亿美元 ❖ 计划生产3000架 ❖ 供英海军60架、英空军200架
0
高涵道比涡扇发动机
❖ 2001年11月19月 ❖ GE-90推力达到
535 kN
授课人 贾斯法
1
2006年3月 航空发动机发展特点
航空发动机结构设计
❖对产品的设计要求 ❖适用性、可靠性、维修性 ❖经济性、耐久性
燃气涡轮发动机工作原理
燃气涡轮发动机工作原理
燃气涡轮发动机是一种常用于飞机、火箭等的内燃机。
它的工作原理主要包括空气压缩、燃烧和膨胀三个过程。
首先是空气压缩过程。
燃气涡轮发动机通过进气口吸入空气，并利用压缩机将空气压缩成高压气体。
压缩机通过转子的旋转，将外界空气不断进气并压缩，提高了空气的密度和温度。
接着是燃烧过程。
高压气体进入燃烧室，与燃料（通常是煤油或天然气）混合并点燃，形成高温高压的燃烧气体。
燃料通过喷油嘴喷入燃烧室，与压缩的空气混合燃烧。
燃烧时产生的高温高压气体释放出大量的热能。
最后是膨胀过程。
高温高压气体通过涡轮，使涡轮转动。
涡轮连接着压缩机，压缩机的转动会进一步增加进气空气的压缩比，提高发动机的效率。
涡轮与转子通过轴连接，涡轮的转动带动轴的转动，将部分功率输出。
剩余的高温高压气体则通过喷嘴排出，产生推力。
涡轮的转动还会驱动空气压缩机和燃料供给泵等辅助设备运转。
总结起来，燃气涡轮发动机通过压缩机将进气空气压缩成高压气体，再通过燃烧室燃烧形成高温高压气体，最后通过涡轮驱动阶段，实现部分功率输出和产生推力的过程。
这些过程相互联系、相互作用，完成了燃气涡轮发动机的工作。
1航空燃气涡轮发动机概述
1航空燃气涡轮发动机概述航空燃气涡轮发动机是一种常用于商用飞机、军用飞机和直升机的发动机类型。
它的核心部件是一个由高速旋转的轴上的叶片构成的压气机和一个由燃烧室和涡轮组成的烟尘，以及用于传递动力给飞机的推力装置。
下面将对航空燃气涡轮发动机的工作原理、组成部分和应用进行详细的概述。
航空燃气涡轮发动机的工作原理基于牛顿第三定律，即每个动作都有一个相等且相反的反作用力。
在航空燃气涡轮发动机中，空气经过压气机被压缩，然后与燃料混合并点燃，产生高温高压的气流。
这个气流推动涡轮旋转，在经过燃气涡轮之后，一部分动能被传递给了高速旋转的轴，使得轴和涡轮一起旋转。
最后，涡轮的旋转运动转化为向后的推力，推动飞机前进。
航空燃气涡轮发动机通常由几个主要组成部分组成。
首先是压气机，它由多个叶片组成，旋转时将空气压缩，增加了气体的压力和密度。
接着是燃烧室，它是一个容纳燃料和空气混合物并进行燃烧的区域。
在燃烧室中，燃料通过喷嘴喷入，并在点燃器的作用下点燃。
燃烧的产物是高温高压的气流。
这个气流通过与旋转的涡轮接触，使得涡轮旋转并将动能传递给后方的轴。
最后，涡轮的旋转运动产生的推力由推力装置传递给飞机。
航空燃气涡轮发动机具有许多优点，使其成为航空领域中最常用的发动机类型之一、首先，它具有较高的功率密度，可以为飞机提供足够的推力，以实现高速飞行。
其次，它的反应速度非常快，能够迅速响应飞行任务的要求。
此外，航空燃气涡轮发动机还具有良好的可靠性和耐久性，能够在艰苦的环境条件下进行长时间的工作。
航空燃气涡轮发动机主要应用于商业航空和军事航空中。
在商业航空领域，它被广泛用于大型客机和货机，为它们提供强大的动力和较高的巡航速度。
在军事航空领域，航空燃气涡轮发动机被用于战斗机、轰炸机和直升机等各种类型的飞机上，以提供超音速飞行和快速加速的能力。
总而言之，航空燃气涡轮发动机是一种在航空领域中广泛应用的发动机类型。
它的工作原理基于牛顿第三定律，通过利用空气的压缩和燃烧产生的气流来产生推力，驱动飞机飞行。
- 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)。
10航材一班01号白文龙
1. 涡轮喷气发动机由哪几大部件组成？
答：涡轮喷气发动机是由进气道、压气机、燃烧室、燃气涡轮和尾喷管五个主要部分组成。
2. 用牛顿第二、三运动定律说明燃气涡轮发动机是怎样产生推力的？
答：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，提高空气的压力；燃烧室中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：高温高压的燃气在涡轮内膨胀，向外输出功，去带动压气机；在尾喷管中使燃气继续膨胀、加速以高速排出。
高温燃气从尾喷管喷出，向后压缩了空气。
根据牛顿第三定律，两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等而方向相反。
高温燃气给了空气一个力，所以空气给了飞机一个反作用力推动飞机向前运动。
根据牛顿第二定律，物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大小与外力的大小成正比，并与物体的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。
F=ma 所以高温燃气在外力作用下，获得了加速度，外力的方向与燃气喷出的方向相反，与飞行的方向相同，所以外力提供给飞机一个向前的力，即推力。
3. 燃气涡轮发动机单位燃油消耗率（耗油率sfc）的定义是什么，它与发动机总效率的关系如何？
答：产生一牛顿（或10N）推力每小时所消耗的燃油量，成为单位燃油消耗率（耗油率sfc）。
在一定的飞行马赫数下，单位燃油消耗率和总效率成反比。