第一章--航空动力装置的基础知识PPT课件
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第1章 航空动力装置的基础知识
总温:气体绝能阻滞到速度为零时的温度。用T*表示。
气流的总温等于静温T和动温之和。
T* T
k 1 2 k 1 2 C T 1 M 2kR 2
热障:H=11000m,M=0.8, T* =-28oC;M=3, T* = 333oC；M=5，T* =1026oC。 物理意义:描述了气流所具有的总能量大小。绝能流动时总温不变。 总压:气体绝能、无摩擦地阻滞到速度为零时气体的压力。用P *表示。 不可压流的总压等于静压与动压之和。 物理意义:描述了气流所具有的总机械能大小及气体做功的能力。绝能、无摩擦 流动时总压不变。
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Flying College of BinZhou University
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飞机发动机
第一节 气体、气流的基础知识
声音的传播
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飞机发动机
第一节 气体、气流的基础知识
(3)气体的压力：气体的压力是垂直作用在壁面单位面积上的力，是气 体分子碰撞器壁的结果。用P表示。
单位:
重力制:公厂/米2；国际单位制:帕斯卡(牛顿/米2） 常用压力单位: 百帕(hpa) : 1百帕=100帕斯卡=1毫巴
千帕(kpa): 1千帕=1000帕斯卡
工程大气压(at):1工程大气压=1公斤/厘米2 物理大气压(atm):温度为15oC时，海平面上空气的平均压力。 1物理大气压=760毫米汞柱=1013百帕
1物理大气压=1.0336工程大气压
PSI: 1PSI=1磅/英寸2≈0.07公斤/厘米2 1公斤/厘米2 ≈ 14.3PSI 1 英寸/汞柱=25.4毫米汞柱
航空动力概述PPT课件
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航空动力装置—发展简史
➢ 燃油涡轮发动机 • 1936年，德国人汉斯.冯.奥海因 博士完成研制界
上第一台离心式喷气发动机 HeS-3A 。该发动机 的发展型 HeS-3B 装在首架喷气式飞机亨克尔He178 上，1939年8月27日完成首飞，飞行速度达到 700 km/h。 • 1942年，德国人海尔伯特 • 瓦格纳 (Herbert Wagner) 教授完成世界上第一台轴流燃气涡轮发 动机的研制，最终设计定型为容克 Jumo 004 涡 喷发动机，推力882daN，用作二战时期德国著名 的Me-262双发喷气式战斗机的动力。
33
发动机在飞机上的安装位置
➢ 四台涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机的安装位置 ✓ 方法1：四台发动机都置于机翼下的吊舱内，多用于运输
机，偶尔用于轰炸机。 ✓ 方法2：四台发动机都并列在机身后段外部的两侧(尾吊
式)，特点与两台发动机尾吊式相近。 ✓ 方法3：发动机安装在靠近机身的机翼内部，每边放两台。 • 局限：构造复杂。 • 优点：一台发动机停车时，可减小偏航力矩，还可消除或
42
航空发动机的工作（推力）状态
➢ F-16战斗机
• 海平面的最大爬升率：305米 ／秒；
• 高度1000米时：283米／秒； • 高度10000米时：100米／秒； • 高度17000米时：12米／秒。
43
航空发动机的工作（推力）状态
最大巡航工作状态 • 巡航：飞机完成起飞阶段进入预定航线后
保持尽可能高的高度越障，可采用最大连续推力 状态进行飘降。
41
航空发动机的工作（推力）状态
➢ 最大爬升推力 飞机在某一高度上，以最大油门状态，按不同爬
升角爬升，能达到的最大的爬升率称为该高度上 的“最大爬升率”。此时的飞行速度为“快升速 度”。以快升速度爬升，所需爬升时间最短。 爬升率：又称爬升速度或上升串，是各型飞机， 尤其是战斗机的重要性能指标之一。它是指定常 爬升时，飞行器在单位时间内增加的高度，计量 单位为米／秒。
航空动力装置—发展简史
➢ 燃油涡轮发动机 • 1936年，德国人汉斯.冯.奥海因 博士完成研制界
上第一台离心式喷气发动机 HeS-3A 。该发动机 的发展型 HeS-3B 装在首架喷气式飞机亨克尔He178 上，1939年8月27日完成首飞，飞行速度达到 700 km/h。 • 1942年，德国人海尔伯特 • 瓦格纳 (Herbert Wagner) 教授完成世界上第一台轴流燃气涡轮发 动机的研制，最终设计定型为容克 Jumo 004 涡 喷发动机，推力882daN，用作二战时期德国著名 的Me-262双发喷气式战斗机的动力。
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发动机在飞机上的安装位置
➢ 四台涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机的安装位置 ✓ 方法1：四台发动机都置于机翼下的吊舱内，多用于运输
机，偶尔用于轰炸机。 ✓ 方法2：四台发动机都并列在机身后段外部的两侧(尾吊
式)，特点与两台发动机尾吊式相近。 ✓ 方法3：发动机安装在靠近机身的机翼内部，每边放两台。 • 局限：构造复杂。 • 优点：一台发动机停车时，可减小偏航力矩，还可消除或
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航空发动机的工作（推力）状态
➢ F-16战斗机
• 海平面的最大爬升率：305米 ／秒；
• 高度1000米时：283米／秒； • 高度10000米时：100米／秒； • 高度17000米时：12米／秒。
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航空发动机的工作（推力）状态
最大巡航工作状态 • 巡航：飞机完成起飞阶段进入预定航线后
保持尽可能高的高度越障，可采用最大连续推力 状态进行飘降。
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航空发动机的工作（推力）状态
➢ 最大爬升推力 飞机在某一高度上，以最大油门状态，按不同爬
升角爬升，能达到的最大的爬升率称为该高度上 的“最大爬升率”。此时的飞行速度为“快升速 度”。以快升速度爬升，所需爬升时间最短。 爬升率：又称爬升速度或上升串，是各型飞机， 尤其是战斗机的重要性能指标之一。它是指定常 爬升时，飞行器在单位时间内增加的高度，计量 单位为米／秒。
航空动力装置的基础知识
故障诊断与排除
故障识别
通过监测发动机性能参数、振动、声音等，及时发现 潜在故障并进行初步判断。
故障排除
根据故障识别结果，采取相应的措施进行故障排除， 如更换损坏部件、调整参数等。
寿命与大修计划
寿命评估
根据发动机的工作环境和运行状况，评估发动机的使 用寿命，制定合理的更换和维修计划。
大修计划
根据发动机的维修记录和性能状况，制定大修计划，包 括主要零部件的更换、全面检查和性能测试等。
06
航空发动机在飞机上的 应用
固定翼飞机发动机
固定翼飞机发动机是安装在固定翼飞 机上，为其提供飞行动力的装置。
固定翼飞机发动机需要具备高推力、 低油耗和可靠性等特性，以确保飞行 的安全和效率。
这类发动机通常采用涡轮喷气发动机、 涡轮风扇发动机或活塞发动机等类型， 根据飞机的飞行速度、高度和载重需 求进行选择。
这类发动机通常采用活塞发动机、电动机或燃料电池等类型，根据无人机的任务需 求和轻型飞机的飞行需求进行选择。
无人机与轻型飞机发动机需要具备低成本、高效率和可靠性等特性，以确保无人机 和轻型飞机的安全和性能。
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涡轮螺旋桨发动机
总结词
通过涡轮驱动螺旋桨来产生推力，具有较高的燃油效率和较低的噪音。
详细描述
涡轮螺旋桨发动机适合低速飞行和短途飞行，但结构复杂，维护成本较高。
火箭发动机
总结词
通过燃烧燃料和氧化剂来产生推力，不需要外界空气。
详细描述
火箭发动机结构简单，推力大，但燃料消耗量大，效率低，适用于航天器和导弹等应用。
尾喷管与排气系统
尾喷管
排气系统
尾喷管是航空发动机中的排气系统，它负责 将涡轮出口的高温高压燃气导向尾部并喷出。 尾喷管的设计必须能够减小阻力和噪音，同 时保证燃气能够均匀地喷出。
飞机的动力装置 ppt课件
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4.喷气式发动机
（3）燃烧室
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。
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4.喷气式发动机
（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。
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3.螺旋桨
2.螺旋桨的工作原理
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。
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3.螺旋桨
3.螺旋桨的变距
变距螺旋桨，就是桨叶角可以改变的螺旋桨。 飞行速度高时，桨叶角变大，增加拉力，飞行速度低时桨叶角变小。
4.螺旋桨的顺桨和逆桨
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。
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。
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3.螺旋桨
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）
4.喷气式发动机
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发 动 机 适 用 范 围
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主要部件
航空燃气 涡轮发动机
附件系统
进气道 压气机
燃烧室 涡轮
尾喷管
燃油系统 启动系统 附件传动系统 润滑系统 控制仪表系统 冷却系统
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航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
压力的测量 绝对压力P 表压力Pg 大气压力Po P=Pg+Po Pv=Po-P
发动机的滑油压力、燃油压力等液体压力测量都是 表压；在热力学计算中，都必须使用绝对压力。
第一章 航空动力装置的基础知识
PV图:图中任意一点都能表T气体的一个状态，曲线表 示气体状态变化过程。
点的流动的参数不随时间的变 化而变化的流动，也叫定常流 动。
发动机稳定工作时气体的流 动接近于稳定流动。
第一章 航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
2、音速和马赫数 音速是弱扰动波在介质中的传播速度。
音速描述了介质的压缩性：a越大，说明介质受压后， 其密度变化小，介质不易压缩；a越小，说明介质受压后， 其密度变化大，介质易压缩；
第一章 航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
二、热力学第二定律 1.自发过程的不可逆性 自然界的自发过程是不可逆的，要使逆过程进行，必须外加条
件。 2.热力学第二定律（“开尔芬说法”） 要制成只从一个热源吸收热量并把它全部转换成机械功的发动
机是不可能的。 任何一种热机，要将热能转变成机械能，必须满足两个条件：
第一章 航空动力装置的基础知识
5.气体的热力过程
等容过程:V不变(燃烧过程) (4-8线)
等压过程:P不变(燃烧过程) (1-5线)
等温过程:T不变(2-6线) 绝热过程:气体与外界无热
交换。(3-7线)
第一章 航空动力装置的基础知识
第一章 航空动力装置的基础知识
二、气体的基础知识
民用航空器飞机的动力装置课件
根据设计图纸和工艺要求，采用先进的制造工艺和方法，如铸造、锻造、焊接 、装配等。
04
民用航空器飞机动力装置 的试验与验证
试验内容与方法
发动机性能试验
测试发动机的推力、功率和燃油消耗 等性能参数，以确保发动机在各种飞 行条件下的性能表现。
发动机结构完整性试验
对发动机的结构进行测试，以验证其 在各种飞行条件下的结构完整性和稳 定性。
各种民用航空器飞机 的特点和应用范围
课程目标
掌握民用航空器飞机的动力装 置的基本概念、原理和结构
理解不同类型民用航空器飞机 的动力装置的特点和应用范围
熟悉动力装置的维护、保养和 故障排除技能
课程安排
第一部分：民用航空器飞机的动力装置概述 课程时间：1小时
内容：介绍民用航空器的发展历史、现状和动力装置的基本概念、原理和结构。
VS
噪音污染控制
飞机起降时的噪音对周边环境产生的影响 是一个重要的环保问题。为降低噪音污染 ，需对飞机起降过程进行优化，如采用先 进的起降技术和飞行轨迹控制策略。
THANKS
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03
鸟击与外来物损伤
鸟击和外来物损伤是常见的安全挑战。为减少这类事件的影响，机场应
配备高效的驱鸟设备和防护措施，同时加强对飞行器的检查和维护。
环保挑战与应对策略
碳排放减少
随着全球对环境保护的重视，减少碳排 放成为民用航空器飞机动力装置的重要 发展趋势。降低碳排放的方法包括提高 燃油效率、使用替代燃料以及采用混合 动力技术等。
课程安排
• 第二部分：不同类型的民用航空器飞机的动力装置特点和 应用范围
课程安排
课程时间：2小时
内容：介绍不同类型的民用航空器（如客机、货机、直升机等）的动力装置的特点、应用范 围和技术参数。
04
民用航空器飞机动力装置 的试验与验证
试验内容与方法
发动机性能试验
测试发动机的推力、功率和燃油消耗 等性能参数，以确保发动机在各种飞 行条件下的性能表现。
发动机结构完整性试验
对发动机的结构进行测试，以验证其 在各种飞行条件下的结构完整性和稳 定性。
各种民用航空器飞机 的特点和应用范围
课程目标
掌握民用航空器飞机的动力装 置的基本概念、原理和结构
理解不同类型民用航空器飞机 的动力装置的特点和应用范围
熟悉动力装置的维护、保养和 故障排除技能
课程安排
第一部分：民用航空器飞机的动力装置概述 课程时间：1小时
内容：介绍民用航空器的发展历史、现状和动力装置的基本概念、原理和结构。
VS
噪音污染控制
飞机起降时的噪音对周边环境产生的影响 是一个重要的环保问题。为降低噪音污染 ，需对飞机起降过程进行优化，如采用先 进的起降技术和飞行轨迹控制策略。
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03
鸟击与外来物损伤
鸟击和外来物损伤是常见的安全挑战。为减少这类事件的影响，机场应
配备高效的驱鸟设备和防护措施，同时加强对飞行器的检查和维护。
环保挑战与应对策略
碳排放减少
随着全球对环境保护的重视，减少碳排 放成为民用航空器飞机动力装置的重要 发展趋势。降低碳排放的方法包括提高 燃油效率、使用替代燃料以及采用混合 动力技术等。
课程安排
• 第二部分：不同类型的民用航空器飞机的动力装置特点和 应用范围
课程安排
课程时间：2小时
内容：介绍不同类型的民用航空器（如客机、货机、直升机等）的动力装置的特点、应用范 围和技术参数。
航空活塞动力装置
航空活塞动力装置（考试知识点）绪论发动机是一种将某种能量转换成机械功的动力装置。
热力发动机是将燃料的热能转换成机械功的动力装置。
航空发动机分为两大类型：航空活塞发动机和航空喷气发动机。
航空活塞发动机具有低速经济性好，工作稳定性好的优点；但也存在着重量功率比大，高空性能速度性能差的缺点。
喷气发动机具有重量轻，推力大，高空性能、速度性能好的优点；但也存在着经济性较差的缺点。
航空活塞发动机应满足下列基本性能要求：1. 发动机重量功率比小2. 发动机燃油消耗率低3. 发动机尺寸要小4. 发动机可靠性要好5. 发动机的使用寿命要长6. 发动机要便于维护第一章 航空动力装置的基础知识第一节 气体、气流的基础知识分子本身只有质量而不占有体积，分子间不存在吸引的气体叫理想气体。
气体的比容的定义是：单位质量的气体所占有的容积，以符号ν表示。
m V =ν 华氏温度与摄氏温度的换算关系为)32(95,3259F -=+=F t t热力学温度与摄氏温度的换算关系为：T=t+273按一定的过程将气流阻滞到速度为零时的气流的参数叫做滞止参数。
对于亚音速气流（M<1），当流过收敛型管道时，随着截面积A 的减小，流速C 升高，同时伴随压力、温度降低；当流过扩散型管道时，截面积A 增大，流速C 减小，同时伴随压力、温度升高。
对于亚音速气流（M>1），当流过收敛型管道时，随着截面积A 的减小，流速C 也减小，同时伴随压力、温度升高；当流过扩散型管道时，截面积A 增大，流速C 升高，同时伴随压力、温度降低。
第二节 燃烧的基础知识航空发动机目前都采用航空汽油和航空煤油作为燃料，用空气作为氧化剂。
余气系数就是混合气中实际空气量与理论空气量的比值，用α表示，即理实L L =α 油气比是混合气中燃料的质量与空气质量的比值，用C 表示，即：空气燃油m m =C1kg燃料完全燃烧后，将燃烧产物冷却到起始温度，所放出的热量，叫做燃料的热值，单位为千焦耳/千克燃料。
《飞行器动力装置》课件
要点二
核能推进
核能推进技术是一种具有极高推进效率的推进方式，但存 在安全和环保问题。目前，核能推进技术正在不断研究和 探索中，未来有望在特定领域得到应用。
智能化与绿色化发展
智能化
智能化是未来飞行器动力装置的重要发展方 向，通过智能化技术可以实现飞行器动力装 置的自适应控制、自主决策和自主维护等功 能，提高飞行器的安全性和可靠性。
详细描述
推力是指飞行器动力装置在单位时间内对空气施加的力量， 是衡量发动机性能的重要指标之一。推力的大小直接影响飞 行器的起飞重量、爬升速度、巡航速度和作战半径等关键性 能。
比热比
总结词
比热比是燃烧室中燃料燃烧释放的热 量与空气吸热量的比值，是评价发动 机性能的重要参数。
详细描述
比热比越大，表示燃烧室中燃料燃烧 越充分，热量释放越多，发动机的推 力和效率越高。同时，比热比也影响 发动机的燃烧效率和排放物生成。
《飞行器动力装置》ppt课件
目
CONTENCT
录
• 飞行器动力装置概述 • 飞行器动力装置的组成与结构 • 飞行器动力装置的性能参数 • 飞行器动力装置的应用 • 飞行器动力装置的未来发展
01
飞行器动力装置概述
定义与分类
定义
飞行器动力装置是用于产生推力或拉力，使飞行器得以起飞、巡 航和着陆的装置。
VS
火箭发动机
用于运载火箭的推进动力，要求具有高推 力、高可靠性、可重复使用等特点。
军事领域
军用飞机发动机
用于战斗机、轰炸机等军用飞机的推进动力，要求具有高机动性、高可靠性、高维护性等特点。
导弹发动机
用于导弹的推进动力，要求具有高推力、高可靠性、快速响应等特点。
民用领域
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。
现代航空动力装置_第一二章
简单构造
一对互相啮合的齿轮 (The teeth meshed) 主动轮由原动机带动回转，齿顶和端面被泵体和前后端盖包围 由于相啮合齿的分隔，吸入腔和排出腔隔开
吸入和排出
图示方向回转时，齿C退出啮合，其齿间V增大，P降低，液体
在吸入液面P作用下，经吸入口流入 随齿轮回转，吸满液体的齿间转过吸入腔，沿壳壁转到排出腔 当重新进入啮合时，齿间的液体即被轮齿挤出
轴向柱塞泵
轴向柱塞泵—缸体和柱塞
轴向柱塞泵—缸体和柱塞
轴向柱塞泵—缸体和柱塞
轴向柱塞泵—配油盘
轴向柱塞泵工作原理
1
2
斜轴式轴向柱塞泵
轴向柱塞泵变量原理ห้องสมุดไป่ตู้
qt
qt=（柱塞数）x（柱塞直径）x（柱塞行程）x（转速）
轴向柱塞泵变量原理
一次工作循环
qt
qt =（柱塞数）x（柱塞直径）x（柱塞行程）x（转速）
1.1 现代航空动力装置控制系统的功能
动力装置数字式电子控制增加了以下功能：实现动力装置多 变量控制、实现先进的控制模式、自动推力设定、自动温度 限制、发动机状态监视、控制系统的容错，以及与飞机其他 电子系统进行通信，从而为实现综合控制，如飞机/动力装置 综合控制以及火力/飞行/动力装置综合控制奠定了基础。正 是由于其巨大的优越性，目前航空动力装置控制已实现了由 液压机械式控制向数字式电子控制的转变。
第二章 燃油泵
目前，液压传动技术在国民经济的各个领域得到了极其广泛的应用，它 是最近四十年来快速发展起来的一门工程技术。液压传动是利用油泵将 原动机（电动机，内燃机或其他动力机）的机械能，转换给能在管路中 流动的液压油(或燃油、滑油）、变成液压能，这种具有液压能的工作液 再用阀门和管路传送给油马达或油缸，把液压能转换成机械的旋转运动 或直线运动进行各种方式的工作。在燃油系统或润滑系统中，同样必须 由油泵确保必要的工作条件。 现代飞机在不断地向高空、高速发展。各种液压传动系统的性能要求不 断地完善，为了提高飞机和其他装备的性能，使发动机发挥其最大的效 率，并保证其安全正常地工作，就必须提供一系列附件。其中最基本的 就是各种低压补油泵。在航空发动机的燃油附件中除了主燃油附件(燃油 调节器、主燃油泵)外，为了提高燃油供应系统的高空性能和克服燃油流 动的阻力，在闭式液压系统中为了补充泄损的工作液等，保证各种液压 系统的性能充分的发挥、工作可靠，低压油泵则是不可缺少的一种附件。
民用航空器基本知识PPT课件
飞机在战争中的作用，促进了航空科学 技术革新和航空工业的发展。经过四年 的大战，飞机的飞行性能有了很大的改 善。飞机的性能主要有三项：即速度、 飞行高度、和飞行距离。
一战中飞行速度的提高带动了其它性能 的发展。特别一提的是战后空闲飞机的 利用，促进了航空运输事业的兴起。
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三、一次大战中的飞机 1914-18
第一次世界大战后的飞机改进 战后，双翼飞机逐渐向单翼飞机过渡，
起落架可以收放，驾驶舱封闭，发动机 加整流罩等系列改近，提高了空气动力 效率。 飞机材料也由木材，层板，亚麻布等改 用全金属（硬铝）提高了结构强度，降 低了飞行阻力，也提高了飞行的速度。
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四、二次大战中的飞机 1939-45
在第二次世界大战中，航空工业经历 了一次动力装置的重大变革，燃气涡 轮发动机（包括涡轮喷气和涡轮螺旋 桨发动机）开始取代活塞式发动机。 当时所用的飞机，几乎全是用活塞式 发动机和螺旋桨推进。飞机在二战中 的广泛应用，使飞机性能迅速提高。
DC-3
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六、喷气机时代
第二次世界大战中，飞机得到广泛的应用， 飞机性能迅速提高。当时所用的飞机，几 乎全是用活塞式发动机和螺旋桨推进的， 最大速度700km/h以上，可说已接近活塞 式发动机飞机的速度极限。当飞机的速度 接近声速时，出现了音障。活塞式发动机 和螺旋桨已无能为力。
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六、喷气机时代
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四、二次大战中的飞机 1939-45
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四、二次大战中的飞机 1939-45
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五、现代民航机的出现
早期的飞机解决了稳定、操纵和动力三个 方面的问题。经过第一次、第二次世界大 战的催化，已经形成了现代飞机的雏形。 比如可以收放的起落架，封闭的驾驶舱、 活塞式发动机的运用等。第一次世界大战 后，闲置的军用飞机投入民航运输中，开 始了民用航空的发展
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PV图:图中任意一点都能表T气体的一个状态，曲线表 示气体状态变化过程。
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第一章 航空动力装置的基础知识
5.气体的热力过程
等容过程:V不变(燃烧过程) (4-8线)
等压过程:P不变(燃烧过程) (1-5线)
等温过程:T不变(2-6线) 绝热过程:气体与外界无热
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第一章 航空动力装置的基础知识
航空活塞动力装置
1
绪
论
航
至今
由于造价低、易于维修等优点仍用于一些初级教练机和
空
小型运输机上，多为气冷式小功率活塞式发动机。
活
塞 式 发
20世纪40年代
飞机性能迅猛发展，速度达到700～800km/h，高度达 到10000m以上。 诸多原因决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式的终结。
动 机
20世纪30年代
13
绪
论
2、发动机的可靠性
指发动机在各种工作条件和外界环境下， 在规定的寿命期内完成规定性能的能力。 衡量发动机可靠性的指标 — 空中停车率 发动机在每飞行1000小时因发动机本身故障 引起的空中停车次数，单位：次/1000飞行小 时。 — 提前换发率（非计划换发率） 单位：次/1000飞行小时
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
物理意义：描述了气流所具有的总能量大小。绝能流动 时总温不变。
总压：气体绝能、无摩擦地阻滞到速度为零时气体的压 力。用P *表示。
不可压流的总压等于静压与动压之和。 物理意义：描述了气流所具有的总机械能大小及气体做 功的能力。绝能、无摩擦流动时总压不变。 气流M=1时的状态叫临界状态。此状态下，总压与静压 之比成为气体的临界压力比。
T=t+273℃
22
第一章 航空动力装置的基础知识
23
第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
压力的测量 绝对压力P 表压力Pg 大气压力Po P=Pg+Po Pv=Po-P
发动机的滑油压力、燃油压力等液体压力测量都是 表压；在热力学计算中，都必须使用绝对压力。
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第一章 航空动力装置的基础知识
3、气体的状Biblioteka 参数 描述气体状态的物理量：比容、压力、和温
度
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
气温：描述气体的冷热程度，是分子热运动平均移动 功能的度量。当向气体加热时，气体分子热运动加剧，分 子平均移动动能增加，反映出来就是温度上升。
温度的分度方法叫温标。常用温标有：摄氏温度 （℃），华氏温度（℉），热力学温度（K）。
的燃油量。 意义：表示发动机经济性的好坏，直接影响飞机的有
效载重，航程和续航时间
12
绪
论
1、性能参数
发动机的加速性： — 发动机转速上升的快慢程度 — 影响飞机的起飞越障能力和复飞性能 — 活塞发动机的加速性好于喷气发动机 发动机高空性： — 指发动机性能随飞行高度增加的下降程度 — 高空性主要限制飞机的实用升限 — 喷气发动机的高空性好于活塞发动机
绪
论
3、发动机的维修性
指在规定条件下（包括维修等级、燃 油技术水平与资源等），在规定时间内，按 规定程序进行维修时，保持或恢复发动机性 能的能力。 提高发动机的维修性： — 可以确保飞行安全和飞行任务的完成 — 可以节省大量的人力、物力、财力
15
绪
论
3、发动机的维修性
衡量发动机维修性的指标： — 每飞行小时直接维修工时； — 更换发动机时间； — 外场可更换组件的更换时间
活塞式发动机+螺旋桨的组合成为飞机固定的推进模式。
发
展
史
第一台
重75kg，功率12hP 。
2
绪
论
3
绪
论
4
绪
论
5
绪
论
一、热机和航空发动机
发动机是一种将某种能量转换成机械功的动力装置。 根据能量来源不同可分为：热力发动机、水力发动 机、电力发动机、原子能发动机等。
6
绪
论
热机的工作由两大步骤组成：
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第一章 航空动力装置的基础知识
二、气体的基础知识
1.稳定流动与流体的连续性 稳定流动：指流体在空间各
点的流动的参数不随时间的变 化而变化的流动，也叫定常流 动。
发动机稳定工作时气体的流 动接近于稳定流动。
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
2、音速和马赫数 音速是弱扰动波在介质中的传播速度。
16
绪
论
4、发动机的寿命
早期： 翻修寿命和总寿命
现在： 部件（关键件）寿命、视情维护
衡量寿命的指标： —发动机工作时间（小时） —或发动机循环次数
17
第一章 航空动力装置的基础知识
1 航空动力装置的基础知识 2 航空活塞发动机的组成与工作 3 航空活塞发动机的性能 4 航空活塞式动力装置的工作系统
首先必须使燃料燃烧释放出热能；再将释放出的 热能转换成机械功。 根据热机燃料燃烧方式，分为：外燃机和内燃机。
7
绪
论
航空发动机分为两大类：航空活塞发动机和航空 喷气发动机。如下图活塞发动机：
8
绪
论
优点：低速经济性好，工作稳定性好； 缺点：重量功率比大，高空性能、速度性能差； 用途：轻型低速飞机和初教机。
音速描述了介质的压缩性：a越大，说明介质受压后， 其密度变化小，介质不易压缩；a越小，说明介质受压后， 其密度变化大，介质易压缩；
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第一章 航空动力装置的基础知识
对气体介质，经推导：
k—气体绝热系数 T—气体绝对温度
R—气体常数
当标准大气，温度为288K时，音速为340m/s，1224km/h； 当在11000高空时，大气温度降为216.5K,音速值减少为 295m/s，1062km/h。
9
绪
论
航空喷气发动机
优点：重量轻、推力大，高空性能好、速度性能好； 缺点：经济性较差。 用途：运输机、战斗机。
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绪
论
二、对航空发动机的要求
一般衡量发动机品质的主要指标有：
— 性能参数 — 可靠性 — 维修性 — 总寿命
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绪
论
1、性能参数
推重比：发动机的推力与自身重量的比值
重功比：发动机的重量与发动机产生的功率的比值 燃油消耗率：发动机在单位时间产生单位推力（功率）
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第一章 航空动力装置的基础知识
第一节 气体、气流的基础知识
一、气体的基础知识
1、工质 航空发动机是一种热力发动机，热机工作时，
必须以某种物质为媒介，才能将热能转换成机械 能，完成这种能量转换的媒介物叫工质。
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第一章 航空动力装置的基础知识
2、理想气体 分子本身只有质量而不占体积； 分子间不存在吸引力。
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第一章 航空动力装置的基础知识
5.气体的热力过程
等容过程:V不变(燃烧过程) (4-8线)
等压过程:P不变(燃烧过程) (1-5线)
等温过程:T不变(2-6线) 绝热过程:气体与外界无热
交换。(3-7线)
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第一章 航空动力装置的基础知识
航空活塞动力装置
1
绪
论
航
至今
由于造价低、易于维修等优点仍用于一些初级教练机和
空
小型运输机上，多为气冷式小功率活塞式发动机。
活
塞 式 发
20世纪40年代
飞机性能迅猛发展，速度达到700～800km/h，高度达 到10000m以上。 诸多原因决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式的终结。
动 机
20世纪30年代
13
绪
论
2、发动机的可靠性
指发动机在各种工作条件和外界环境下， 在规定的寿命期内完成规定性能的能力。 衡量发动机可靠性的指标 — 空中停车率 发动机在每飞行1000小时因发动机本身故障 引起的空中停车次数，单位：次/1000飞行小 时。 — 提前换发率（非计划换发率） 单位：次/1000飞行小时
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
物理意义：描述了气流所具有的总能量大小。绝能流动 时总温不变。
总压：气体绝能、无摩擦地阻滞到速度为零时气体的压 力。用P *表示。
不可压流的总压等于静压与动压之和。 物理意义：描述了气流所具有的总机械能大小及气体做 功的能力。绝能、无摩擦流动时总压不变。 气流M=1时的状态叫临界状态。此状态下，总压与静压 之比成为气体的临界压力比。
T=t+273℃
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
压力的测量 绝对压力P 表压力Pg 大气压力Po P=Pg+Po Pv=Po-P
发动机的滑油压力、燃油压力等液体压力测量都是 表压；在热力学计算中，都必须使用绝对压力。
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第一章 航空动力装置的基础知识
3、气体的状Biblioteka 参数 描述气体状态的物理量：比容、压力、和温
度
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
气温：描述气体的冷热程度，是分子热运动平均移动 功能的度量。当向气体加热时，气体分子热运动加剧，分 子平均移动动能增加，反映出来就是温度上升。
温度的分度方法叫温标。常用温标有：摄氏温度 （℃），华氏温度（℉），热力学温度（K）。
的燃油量。 意义：表示发动机经济性的好坏，直接影响飞机的有
效载重，航程和续航时间
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绪
论
1、性能参数
发动机的加速性： — 发动机转速上升的快慢程度 — 影响飞机的起飞越障能力和复飞性能 — 活塞发动机的加速性好于喷气发动机 发动机高空性： — 指发动机性能随飞行高度增加的下降程度 — 高空性主要限制飞机的实用升限 — 喷气发动机的高空性好于活塞发动机
绪
论
3、发动机的维修性
指在规定条件下（包括维修等级、燃 油技术水平与资源等），在规定时间内，按 规定程序进行维修时，保持或恢复发动机性 能的能力。 提高发动机的维修性： — 可以确保飞行安全和飞行任务的完成 — 可以节省大量的人力、物力、财力
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绪
论
3、发动机的维修性
衡量发动机维修性的指标： — 每飞行小时直接维修工时； — 更换发动机时间； — 外场可更换组件的更换时间
活塞式发动机+螺旋桨的组合成为飞机固定的推进模式。
发
展
史
第一台
重75kg，功率12hP 。
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绪
论
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绪
论
4
绪
论
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论
一、热机和航空发动机
发动机是一种将某种能量转换成机械功的动力装置。 根据能量来源不同可分为：热力发动机、水力发动 机、电力发动机、原子能发动机等。
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论
热机的工作由两大步骤组成：
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第一章 航空动力装置的基础知识
二、气体的基础知识
1.稳定流动与流体的连续性 稳定流动：指流体在空间各
点的流动的参数不随时间的变 化而变化的流动，也叫定常流 动。
发动机稳定工作时气体的流 动接近于稳定流动。
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第一章 航空动力装置的基础知识
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第一章 航空动力装置的基础知识
2、音速和马赫数 音速是弱扰动波在介质中的传播速度。
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绪
论
4、发动机的寿命
早期： 翻修寿命和总寿命
现在： 部件（关键件）寿命、视情维护
衡量寿命的指标： —发动机工作时间（小时） —或发动机循环次数
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第一章 航空动力装置的基础知识
1 航空动力装置的基础知识 2 航空活塞发动机的组成与工作 3 航空活塞发动机的性能 4 航空活塞式动力装置的工作系统
首先必须使燃料燃烧释放出热能；再将释放出的 热能转换成机械功。 根据热机燃料燃烧方式，分为：外燃机和内燃机。
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航空发动机分为两大类：航空活塞发动机和航空 喷气发动机。如下图活塞发动机：
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论
优点：低速经济性好，工作稳定性好； 缺点：重量功率比大，高空性能、速度性能差； 用途：轻型低速飞机和初教机。
音速描述了介质的压缩性：a越大，说明介质受压后， 其密度变化小，介质不易压缩；a越小，说明介质受压后， 其密度变化大，介质易压缩；
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第一章 航空动力装置的基础知识
对气体介质，经推导：
k—气体绝热系数 T—气体绝对温度
R—气体常数
当标准大气，温度为288K时，音速为340m/s，1224km/h； 当在11000高空时，大气温度降为216.5K,音速值减少为 295m/s，1062km/h。
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论
航空喷气发动机
优点：重量轻、推力大，高空性能好、速度性能好； 缺点：经济性较差。 用途：运输机、战斗机。
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论
二、对航空发动机的要求
一般衡量发动机品质的主要指标有：
— 性能参数 — 可靠性 — 维修性 — 总寿命
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论
1、性能参数
推重比：发动机的推力与自身重量的比值
重功比：发动机的重量与发动机产生的功率的比值 燃油消耗率：发动机在单位时间产生单位推力（功率）
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第一章 航空动力装置的基础知识
第一节 气体、气流的基础知识
一、气体的基础知识
1、工质 航空发动机是一种热力发动机，热机工作时，
必须以某种物质为媒介，才能将热能转换成机械 能，完成这种能量转换的媒介物叫工质。
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第一章 航空动力装置的基础知识
2、理想气体 分子本身只有质量而不占体积； 分子间不存在吸引力。