航空发动机工作原理(教学课件)
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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
发动机原理课件完整版：第一章2、3、4、5节
0
9
X p (p p0)dA
01
Xf
2020年6月9日
10
二、推力公式推导
• Feff与F
FFXXX
eff
a
p
f
• 对于亚音速飞机，由于发动机对气流扰动 较小,可以近似认为: Feff F
• 对于超音速飞机在超音速飞行时激波的出 现，Feff F
• 三项损失不容忽视!
2020年6月9日
11
qmf=1kg/s，Hu=42900kJ/kg，求th 、p 、 0 。
2020年6月9日
பைடு நூலகம்44
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
2020年6月9日
45
第五节 发展方向
单位推力越大，迎头面积越小。
2020年6月9日
23
一、性能指标
3、推重比 FW = F / W
• 无量纲量 • 综合性指标： 反映气动热力循环的设计水平（如高单位推
力），反映结构设计水平。 • 统计：W增加1kg导致飞机重量增加2.5kg。
2020年6月9日
24
一、性能指标
3、推重比
• J47
3
14
第三节 性能指标和基本要求
一、性能指标 1、推力 • 单位：N、daN、kgf
F q m g V 9 q m a V 0 (p 9 p 0 )A 9
Fm
Fp
2020年6月9日
15
一、性能指标
1、推力（动量变化） • 空气：Faqma(V9V0) • 燃油： Ff qmf (V90)
9
X p (p p0)dA
01
Xf
2020年6月9日
10
二、推力公式推导
• Feff与F
FFXXX
eff
a
p
f
• 对于亚音速飞机，由于发动机对气流扰动 较小,可以近似认为: Feff F
• 对于超音速飞机在超音速飞行时激波的出 现，Feff F
• 三项损失不容忽视!
2020年6月9日
11
qmf=1kg/s，Hu=42900kJ/kg，求th 、p 、 0 。
2020年6月9日
பைடு நூலகம்44
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
2020年6月9日
45
第五节 发展方向
单位推力越大，迎头面积越小。
2020年6月9日
23
一、性能指标
3、推重比 FW = F / W
• 无量纲量 • 综合性指标： 反映气动热力循环的设计水平（如高单位推
力），反映结构设计水平。 • 统计：W增加1kg导致飞机重量增加2.5kg。
2020年6月9日
24
一、性能指标
3、推重比
• J47
3
14
第三节 性能指标和基本要求
一、性能指标 1、推力 • 单位：N、daN、kgf
F q m g V 9 q m a V 0 (p 9 p 0 )A 9
Fm
Fp
2020年6月9日
15
一、性能指标
1、推力（动量变化） • 空气：Faqma(V9V0) • 燃油： Ff qmf (V90)
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
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
发动机原理课件完整版：第一章1节
第一章
航空燃气涡轮发动机 工作原理
ppt课件
1
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
2020/11/18
ppt课件
2
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
T0
p
* 2
(
T
* 2
) 1
P
* 2
p0
T0
P0
T
* 2
T0
=
－1
th
1
1
－1
2020/11/18
ppt课件
17
三、理想循环-热效率
th 1
1
－1
• 理想循环热效率只与循环增压比有关，且 与循环增压比成正比。
2020/11/18
ppt课件
18
三、理想循环-循环功
W q1th cp (T3* T2*)th
2020/11/18
ppt课件
3
第一节 涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 五大主要部件： 进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管
2020/11/18
ppt课件
4
第一节 涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 附件系统 燃油系统、起动系统、滑油系统
2020/11/18
ppt课件
5
二、工作过程
• 工作过程示意 • 进气道：输送工质（空气） • 压气机：压缩空气，提高压力 • 燃烧室：加热气体，提高总温
航空燃气涡轮发动机 工作原理
ppt课件
1
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
2020/11/18
ppt课件
2
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
T0
p
* 2
(
T
* 2
) 1
P
* 2
p0
T0
P0
T
* 2
T0
=
－1
th
1
1
－1
2020/11/18
ppt课件
17
三、理想循环-热效率
th 1
1
－1
• 理想循环热效率只与循环增压比有关，且 与循环增压比成正比。
2020/11/18
ppt课件
18
三、理想循环-循环功
W q1th cp (T3* T2*)th
2020/11/18
ppt课件
3
第一节 涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 五大主要部件： 进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管
2020/11/18
ppt课件
4
第一节 涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 附件系统 燃油系统、起动系统、滑油系统
2020/11/18
ppt课件
5
二、工作过程
• 工作过程示意 • 进气道：输送工质（空气） • 压气机：压缩空气，提高压力 • 燃烧室：加热气体，提高总温
发动机原理课件完整版：第一章1节
q=Δu+W=cp(T2-T1)
定温过程：Δu=0 q=W W p1v1
ln
v2 v1
绝热过程：pvγ= 常数 WR1(T1 T2)
2019年12月1日
34
发动机热力基础
7.熵 抽象的热力学参数，反应体系的混乱程度
ds=dq/T J/kg K 热能除以温度所得的商，标志热量转化为功
的程度。 状态参数，与过程无关，通常计算变化量。 热力学第二定律：自发的热力学过程总是沿
32
发动机热力基础
5、热力学第一定律 热量、内能和机械能之间的相互转换和守 恒关系。 dq=du+pdv dq=dh-vdp
p2
q=cp(T2-T1)- vdp p1
2019年12月1日
33
发动机热力基础
6、热力过程
定容过程：W=0 q=Δu=cv(T2-T1) 定压过程： Δu=cv(T2-T1) W=R（T2-T1）
2019年12月1日
25
四、实际循环
• 循环功
W q1 q2
• 热效率
th
W q1
q1 q2 q1
2019年12月1日
26
四、实际循环
th f (,,c,e, )
W f (,,c,e, )
• 由于热力过程损失的存在：
– 实际循环效率除受增压比影响外，还受加热比 以及压缩过程和膨胀过程效率影响，且比理想 循环热效率低；
– 实际循环功低于理想循环功。
2019年12月1日
27
五、结论
1. 为提高循环热效率，应尽可能提高循环增 压比
2. 为提高循环功，应尽可能提高循环加热比 3. 存在有最佳增压比，使循环功最大，增压
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
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
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1节
p9
T9
(
T
* 2
)
1
(
T
* 3
)
1
T0
T9
T9
T
* 3
T0
T
* 2
16
三、理想循环-热效率
th
q1 q2 q1
1
q2 q1
1
c p (T 9
c
p
(T
* 3
T0)
T
* 2
)
1
c
pT
0
(
T T
9 0
1)
c
p
T
* 2
(
T T
* 3 * 2
1)
32
发动机热力基础
5、热力学第一定律 热量、内能和机械能之间的相互转换和守 恒关系。 dq=du+pdv dq=dh-vdp
p2
q=cp(T2-T1)- vdp p1
2019年9月21日
33
发动机热力基础
6、热力过程
定容过程：W=0 q=Δu=cv(T2-T1) 定压过程： Δu=cv(T2-T1) W=R（T2-T1）
th
1
T0 T2*
1 1 T2*
T0
p
* 2
(
T
* 2
) 1
P 2*
p0
T0
P0
T
* 2
T0
=
－1
th
1
1
－1
2019年9月21日
17
三、理想循环-热效率
发动机原理完整版第一章23、45节PPT课件
例如:
GE90(BY777) F=392000N, qma=1420kg/s
D=3.524m
wp-11(无人机) F=8500N, qma=13kg/s
2020/11/20
D=0.3m
21
一、性能指标
2、单位推力 单位：N ·s/kg
Fs F qma
每秒钟流过发动机的每公斤空气产生的推力. 忽略进出口流量变化，完全膨胀：Fs V9 V0 又进行地面台架试验： Fs V9
提供推动力的作用：
(1) 克服飞行阻力 (2) 飞机达到一定速度机翼产生升力 (3) 矢量推力俯仰（偏航）力矩 推力分布
2020/11/20
3
二、推力公式推导
• 取发动机单独安装于短舱的安装形式
– 远前方为“0”截面 – 短舱进口为“01”截面 – 尾喷管出口为 “9”截面
2020/11/20
4
二、推力公式推导
• 气流流经发动机内、外所产生的反作用力：
Fout：气流作用于短舱外表面的轴向合力 Fin： 发动机内各部件所受气流反作用力的轴向合力
F F F ef f 2020/11/20
in
ou5t
二、推力公式推导
• Fout
9
F pdA X
out
f
01
• dA — 短舱外表面微元面积在垂直于轴向
方向上的投影；
2020/11/20
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
2020/11/20
发动机原理(航空)课件：第三章第一节 各部件的共同工作
kT
t
p3* p4*
c A8q(8 ) dx Adxq(dx
)
kT
1
2020年9月27日
28
一、共同工作及共同工作线
5、涡轮导向器和尾喷管的流量连续
2 kT
涡轮膨胀比： t
p3* p*4
c A8q( 8 ) dx Adxq( dx
)
kT
1
一般条件下，涡轮导向器喉道、尾喷管喉道都处于临界状态
q(1
)
（a）
（2）由压气机和涡轮的功平衡：
T3* T1*
1
1
1
1 et
t m
cp cp
ek 1 k
（3）涡导和喷管流量连续： 81,dx1t const或et const
由（2）（3）可得：TT13**
B
ek 1 k
（b）
将（b）代入（a），最后得到：
其中，B
1
1
1 et*
燃油流量 f • qma =qm（a 1 f V引气）
qma 进气道 1 压气机 2 燃烧室 3 涡导
涡转 4 尾喷口 8
2020年9月27日 飞机引气V引气 • qma
19
一、共同工作及共同工作线
3、压气机进口与涡轮导向器流量连续
压气机进口流量与涡轮导向器喉道质量流量的关系为：
qmg qm（a 1 v引气 f） qma
2020年9月27日
25
一、共同工作及共同工作线
4、压气机与涡轮的功平衡
由压气机和涡轮的功平衡：
机械效率
1
qmacpT1* [( k ) 1)] / k qmacpT3* [1
1 1 ]t m
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。
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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
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❖ 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
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进气道的功用
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亚声速进气道前方气流流动图
20
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❖ 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
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22
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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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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
P 0
A5
C5
P 5
F m(C5 V ) A5 (P 5 P 0)
T P V
风扇+风车+燃烧=航空发动机
你敢相信吗？
最简单的涡轮喷气航空发动机
轴也转！
涡喷发动机结构与工作过程示意图 （注意：图中压气机和涡轮和轴是一体的）
2. 航空发动机工作原理
轴也转！
航空发动机工作原理
风车、风扇、轴一体！
2.1 风扇把空气从外面吸到里面来
航空发动机工作原理
风车、风扇、轴一体！
1.1 生活中的风力装置—风扇
风 扇 转 动
空 气 流 动
风扇转的越快，推 动空气流动更快， 即单位时间内的空 气流量越大。
1.2 生活中的风力装置—风车
自 然 来 风
风 车 转 动
空气流动的内能转化成 风车转动的机械能。 当风越大的时候，风车 转动越快。
1.3 生活中的物理现象—燃烧
燃烧使空气温度升高，增加了空气的能量， 燃烧越剧烈，空气能量增加越多。
工业之花
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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
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—15
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3.2 性能指标：发动机推重比
N
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V
发动机推力 NF G 发动机重量 G
m
P 0
A5
C5
P5
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谁提供了飞机的推力？
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2.2 喷油燃烧，空气变热，能量增加
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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
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V
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风 扇 转 动
空 气 流 动
风扇转的越快，推 动空气流动更快， 即单位时间内的空 气流量越大。
1.2 生活中的风力装置—风车
自 然 来 风
风 车 转 动
空气流动的内能转化成 风车转动的机械能。 当风越大的时候，风车 转动越快。
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燃烧使空气温度升高，增加了空气的能量， 燃烧越剧烈，空气能量增加越多。