航空发动机的发展历史 ppt课件
国内外航空发动机简介(秘)PPT课件
M88
◆ ◆
F404
◆ F110 ◆ RB199◆
M53
AП31Ф WP13
WSXX
WP7甲
WS9
1980
1990
2000
VAATE
F119 EJ200
昆仑
2010
◆
2020
1.4 现役主要发动机的性能参数
参数
加力推力(kN)
F100 PWl00
105.86
加力耗油率 Kg/(daN.h) 不加力推力(kN)
P2000 120.1 80.1
1823 0.6 MIG2000
9
主要内容 一．航空发动机研究概况 二．国产飞机与配装的发动机 三．国外飞机与配装的发动机 四．国外发动机相关研究计划
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中国
国产飞机与配装的发动机
歼-6
机身长：14.9米 机身高：3.88米 翼展：9.2米 最大飞行速度：1.45马赫 最大起飞重量：10000千克 最大飞行高度：17900米 武备：330 毫米机炮，炸弹，空空 导弹； 发动机：2台WP-6涡轮发动机 乘员：1人
3
1.1 发达国家的航空发动机
第三代现役战斗机的发动机
• 美国： F100系列、 F110系列、 F404系列；
• 欧洲： RB199系列、M88系列；
• 俄罗斯：РД-33、 АЛ-31Ф系列
主要指标：
• 推重比：7~8； 16000； 1.3~1.6；
％。
第五代发动机
• 处在预研中，美国计划2020年前服役。
主要指标：
• 发动机推重比达到：16~20； • 零部件更减，可靠性更高，耐久性更长，费用降更低。
5
1.2 我国航空发动机现状
航空发动机的发展史
航空发动机的发展史活塞式发动机时期早期液冷发动机居主导地位。
19世纪末，在内燃机开始用于汽车的同时，人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源，并着手这方面的试验。
1903年，美国莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后，成功地用到他们的飞行者一号飞机上进行飞行试验。
这台发动机只发出8.95 kW的功率，重量却有81 kg，功重比为0.11kW/daN。
发动机通过两根自行车上那样的链条，带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。
首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。
但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。
在飞机用于战争目的的推动下，航空特别是在欧洲开始蓬勃发展，法国在当时处于领先地位。
美国虽然发明了动力飞机并且制造了第一架军用飞机，但在参战时连一架可用的新式飞机都没有。
在前线的美国航空中队的6287架飞机中有4791架是法国飞机，如装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机的斯佩德战斗机。
这种发动机的功率已达130~220kW, 推重比为0.7kW/daN左右。
飞机速度超过200km/h，升限6650m。
当时，飞机的飞行速度还比较小，气冷发动机冷却困难。
为了冷却，发动机 *** 在外，阻力又较大。
因此，大多数飞机特别是战斗机采用的是液冷式发动机。
期间，1908年由法国塞甘兄弟发明旋转汽缸气冷星型发动机曾风行一时。
这种曲轴固定而汽缸旋转的发动机终因功率的增大受到限制，在固定汽缸的气冷星型发动机的冷却问题解决之后退出了历史舞台。
在两次世界大战之间，在活塞式发动机领域出现几项重要的发明：发动机整流罩既减小了飞机阻力，又解决了气冷发动机的冷却困难问题，甚至可以的设计两排或四排汽缸的发动机，为增加功率创造了条件；废气涡轮增压器提高了高空条件下的进气压力，改善了发动机的高空性能；变距螺旋桨可增加螺旋桨的效率和发动机的功率输出；内充金属钠的冷却排气门解决了排气门的过热问题；向汽缸内喷水和甲醇的混合液可在短时内增加功率三分之一；高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性，使汽缸内燃烧前压力由2~3逐步增加到5~6，甚至8~9，既提高了升功率，又降低了耗油率。
航空发动机的发展历史
航空发动机的发展历史在19世纪末，德国工程师尤安·奥托·里登贝恩设计了第一台可用于飞行器的内燃机，这是一台四冲程发动机。
然而，当时的技术和材料限制，使得这台发动机的重量过重，难以用于实际的飞行器上。
不过，这台发动机的诞生明确了未来发动机的发展方向。
到了20世纪初，法国工程师亨利·贝格涅（Henri Breguet）和英国工程师亨利·罗伊斯（Henry Royce）分别独立开发了第一台成功的航空发动机。
贝格涅设计了一种具有较高功率输出的内燃机，他的设计大大改善了航空器的性能。
而罗伊斯的发动机更加注重可靠性和耐用性，他的设计成为了英国皇家空军在两次世界大战期间的首选发动机。
随着航空工业的发展，第一次世界大战期间，航空发动机得到了巨大的发展。
德国的奥托·魏茨克（Otto Weisskopf）在1913年研发出了第一台具有可变推力功能的涡桨发动机，使得飞机能够在起飞和巡航时根据需要调整推力。
20年代末，美国科学家弗兰克·惠特尔（Frank Whittle）和德国工程师汉斯·冯·奥罗（Hans von Ohain）几乎同时研制出了喷气式发动机。
这标志着航空发动机的革命性进步，推动了喷气式飞机的发展。
在第二次世界大战期间，喷气式发动机得到了广泛的应用。
英国的惠特尔喷气式发动机首次装备在飞机上，在英国皇家空军成功进行了飞行测试。
在德国，汉斯·冯·奥罗开发的发动机被用于德国空军的喷气式战斗机。
与此同时，美国工程师弗兰克·韦尔（Frank Whittle）和约翰·塞尔德里奇（John Seidrich）也研发出了燃烧室前置的喷气式发动机，成为美国军航领域的重要突破。
随着第二次世界大战结束，航空工业进入了一个高速发展的时期。
冷战的到来催生了许多新技术的出现。
引进了电子控制系统、复合材料和降噪技术等等，使得航空发动机在性能、可靠性和效率方面都取得了新的突破。
航空发动机概述..PPT58页
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
航空发动机及历史简介PPT课件
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活塞式航空发动机举例
P-47，绰号“雷电”，装备R-2800发动机，是美国共和飞机公司研 制的战斗机。该种机型产量达到15683架，是美国战斗机史上生产量 最大的飞机之一。
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13
活塞式航空发动机举例
R-3350，莱特公司生产的 双排气冷星型发动机， 1941年投入使用，开始时 功率为2088kW，主要用于 著名的B-29"空中堡垒"战略 轰炸机。
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涡轮喷气发动机
协和式飞机，英国和 法国联合研制的超音 速客机，最大飞行速 度2.04马赫，巡航高 度18000米。1969年， 第一架协和超音速客 机诞生，1976年1月 21日投入商业飞行。 2003年10月24日， 协和式飞机执行了最 后一次飞行，全部退 役。
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Байду номын сангаас24
涡轮喷气发动机
❖ 随着航空燃气涡轮技术的进步，人们在涡轮喷气发动机的基础上， 又发展了多种喷气发动机，如根据增压技术的不同，有冲压发动机 和脉动发动机；根据能量输出的不同，有涡轮风扇发动机、涡轮螺 旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺桨风扇发动机等。
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燃气涡轮发动机时期概况
燃气涡轮发动机时期从第二次世界大战结束至今。60年来，航空燃 气涡轮发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代，居航空动力 的主导地位。在技术发展的推动下，涡轮喷气发动机、涡轮风扇发 动机、涡轮螺旋桨发动机、桨扇发动机和涡轮轴发动机在不同时期 在不同的飞行领域内发挥着各自的作用，使航空器性能跨上一个又 一个新的台阶。
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我国航空发动机发展现状
我国航空发动机发展现状
我国航空发动机的研制是在新中国成立后一片空白的基础上发展起来 的，从最初的仿制､改进､改型到今天可以独立设计制造高性能航空发 动机，走过了一条布满荆棘的发展道路。 一个国家，没有独立自主研制发展的航空发动机事业，就没有独立自 主发展的航空工业；没有先进的航空发动机事业，就没有先进的航空 工业。改革开放三十年,我国航空工业以“太行”发动机研制成功为标 志，实现了我国军用航空发动机从第二代向第三代，从涡喷向涡扇、 从中等推力向大推力的跨越。这“三大跨越”标志着我国已具备自主 研制大推力军用发动机的能力，配装我军主战机种的发动机开始摆脱 受制于人的被动局面。
《飞机与发动机》课件
涡轮风扇发动机：在涡轮喷气发动机的基础上，增加了风扇，提高了效率和推力
飞机与发动机的配合工作
飞机发动机提供动力，推动飞机前进
飞机的燃油系统，为发动机提供燃料，保证飞机持续飞行
飞机的起落架和刹车系统，保证飞机在地面安全起降
飞机的机翼和尾翼产生升力和阻力，控制飞机的飞行姿态
发动机的性能指标
功率：发动机的输出功率，单位为千瓦（kW）
欧洲航空安全局（EASA）：负责欧洲航空安全标准和法规的制定和执行
安全设计与制造要求
制造工艺：采用先进的制造工艺，保证产品质量
设计标准：符合国际航空安全标准
材料选择：使用高强度、耐高温、耐腐蚀的材料
测试与认证：进行严格的测试和认证，确保产品的安全性能
安全飞行与操作规范
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智能材料：自我修复、自适应、自诊断
3D打印技术：快速、精确、个性化、降低成本
飞机与发动机的维护与保养
定期检查与维护
定期检查：根据飞行时间和飞行次数，定期对飞机和发动机进行安全检查
维护保养：对飞机和发动机进行定期的维护和保养，包括更换机油、滤芯等
故障排除：及时发现并排除飞机和发动机可能出现的故障
培训与教育：对飞行员和地勤人员进行定期的培训和教育，提高他们的维护和保养技能
提高维护效率的方法
培训维护人员：对维护人员进行专业培训，提高他们的维护技能和效率
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
定期检查：定期对飞机和发动机进行维护检查，及时发现问题并解决
制定维护计划：根据飞机和发动机的使用情况，制定合理的维护计划，确保维护工作的顺利进行
采用先进的维护技术：采用先进的维护技术和设备，提高维护效率和质量
航空发动机的发展历史及工作原理
飞机开始用于军事用途，对航空发动机的需求增加。
活塞发动机时代
20世纪20年代至40 年代：活塞发动机成 为主流动力装置。
第二次世界大战期间： 活塞发动机的制造规 模和性能达到高峰。
20世纪30年代：随 着材料和制造技术的 进步，活塞发动机的 性能得到提升。
喷气发动机时代
01
02
喷气发动机
工作原理
喷气发动机通过高速喷射 燃料和空气混合物产生推 力，其工作原理与活塞发 动机截然不同。
高速飞行
喷气发动机适合高速飞行， 能够在短时间内加速至最 大速度，使飞机达到较高 的飞行速度。
广泛应用
喷气发动机广泛应用于现 代民航客机、战斗机和轰 炸机等。
涡轮发动机
工作原理
涡轮发动机利用燃气在涡轮中膨胀产生动力，驱 动压气机和风扇旋转，产生推力。
03
20世纪40年代
喷气发动机的发明，标志 着航空发动机进入新的时 代。
20世纪50年代
喷气发动机的制造技术和 材料取得突破，性能得到 显著提升。
冷战期间
喷气发动机成为军用飞机 和导弹的主要动力装置。
涡轮发动机的崛起
20世纪60年代至今
涡轮发动机在民航和军用领域得到广泛应用。
20世纪70年代
涡扇发动机的出现提高了燃油效率和推进效率。
活塞发动机
1 2
早期航空发动机类型
活塞发动机是早期飞机的主要动力来源，其工作 原理是通过燃料燃烧产生高压气体，推动活塞运 动，进而驱动螺旋桨旋转。
效率与功率
活塞发动机的效率与功率相对较低，且随着飞行 速度的增加，功率逐渐下降，限制了飞机的性能。
3
应用范围
目前活塞发动机主要用于轻型飞机、直升机和部 分小型公务机。
航空发动机及历史简介PPT
应用领域
是目前大型客机和货机的主要动 力装置，也用于一些军用飞机。
其他类型发动机
01
02
03
04
涡桨发动机
通过螺旋桨产生拉力，适用于 低速飞行，常见于一些支线客
机和通用航空飞机。
涡轴发动机
主要用于直升机，通过传动轴 将动力传递给旋翼产生升力。
火箭发动机
利用反作用力原理，将燃料和 氧化剂混合燃烧产生推力，用
更高的推力和燃油效率
期待新一代航空发动机能够提供更大 的推力和更高的燃油效率，以满足未 来航空运输的需求。
更低的排放和噪音
期待航空发动机在环保方面取得更大 突破，实现更低的排放和噪音水平， 减少对环境的影响。
更高的可靠性和安全性
期待航空发动机在设计和制造过程中 更加注重可靠性和安全性，确保飞行 安全。
减轻了发动机重量并提高了耐腐蚀性。
先进制造工艺
03
激光加工、3D打印等先进制造工艺的应用，提高了发动机制造
精度和效率。
控制系统及智能化技术应用
全权限数字电子控制
实现了对发动机各个部件的精确控制，提高了发动机性能和可靠 性。
智能化故障诊断与预测
利用传感器和大数据分析技术，实现了对发动机状态的实时监测和 故障诊断预测，提高了发动机维护性和安全性。
自适应控制
根据飞行条件和任务需求，自动调整发动机工作状态和参数设置， 实现了发动机性能的最优化。
05 航空发动机产业现状与趋 势
全球产业布局及竞争格局
全球航空发动机产业布局
全球航空发动机产业主要集中在美国、英国、法国等少数几个国家，其中美国的 通用电气、普拉特·惠特尼，英国的罗尔斯·罗伊斯等是全球领先的航空发动机制 造商。
航空发动机的发展历史
涡扇发动机在燃油效率、推进效率和噪音控制方面具有明显优势，逐渐成为现代民航客机的主要动力来源。
涡扇发动机的崛起
现代涡轮发动机具有较高的推重比、燃油效率和可靠性，能够提供更好的飞行性能。
高性能
通过采用先进的材料和设计技术，现代涡轮发动机的油耗较低，有助于降低航空运输成本。
低油耗
现代涡轮发动机具有较长的使用寿命和维护周期，降低了运营成本和维护难度。
发展趋势
随着技术的不断进步，航空发动机的研发和生产成本也在不断增加，同时需要解决新型材料和制造工艺的可靠性和耐久性问题。
挑战
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早期喷气式发动机的挑战与突破
ห้องสมุดไป่ตู้
喷气式发动机的优势与影响
总结词：喷气式发动机的高推进效率和轻量化特点使其成为航空工业的主流发动机，对航空运输、军事和民用领域产生了深远的影响。
03
涡轮发动机的时代
喷气时代的开启
涡轮喷气发动机的出现，标志着航空工业进入喷气时代，实现了超音速飞行。
英国的领先地位
英国在涡轮喷气发动机的研发上处于领先地位，为世界航空工业的发展做出了重要贡献。
早期发展
起源与早期发展
活塞式发动机的进步
进步
随着技术的发展，活塞式发动机在功率和效率方面得到了显著提升，成为了早期航空器的主要动力装置。
应用
活塞式发动机广泛应用于飞机、直升机和无人机等领域，为航空器的起飞、巡航和降落提供了稳定可靠的动力。
早期航空发动机具有功率小、重量大、油耗高等特点，但随着技术的不断进步，这些缺点逐渐得到改善。
技术进步与挑战
随着技术的不断进步，涡轮喷气发动机的推力和效率得到显著提升，但同时也面临着燃油效率低、噪音大等挑战。
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。
航空发动机概述解析PPT文档58页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
航空发动机概述解析
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
世界军用航空发动机发展史
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y发动机数值模拟及仿真技术课程作业题目：世界军用航空发动机发展历史院系：能源科学与工程班级：1202103姓名：刘禹萱学号：1120200607©哈尔滨工业大学世界军用航空发动机发展历史1、活塞式发动机1903年12月17日，莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后，成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。
这台发动机只发出8.95 kW的功率，重量却有81 kg，功重比为0.11kW/daN。
发动机通过两根链条，带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。
这是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。
以后，在飞机用于战争目的的推动下，航空特别是在欧洲开始蓬勃发展，法国在当时处于领先地位。
美国虽然发明了动力飞机并且制造了第一架军用飞机，但在参战时连一架可用的新式飞机都没有。
在前线的美国航空中队的6287架飞机中有4791架时法国飞机，如装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机的"斯佩德"战斗机。
这种发动机的功率已达130~220kW, 功重比为0.7kW/daN左右。
飞机速度超过200km/h，升限6650m。
在两次世界大战之间，在活塞式发动机领域出现几项重要的发明：发动机整流罩既减小了飞机阻力，又解决了气冷发动机的冷却困难问题，甚至可以的设计两排或四排汽缸的发动机，为增加功率创造了条件；废气涡轮增压器提高了高空条件下的进气压力，改善了发动机的高空性能；变距螺旋桨可增加螺旋桨的效率和发动机的功率输出；内充金属钠的冷却排气门解决了排气门的过热问题；向汽缸内喷水和甲醇的混合液可在短时内增加功率三分之一；高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性，使汽缸内燃烧前压力由2~3逐步增加到5~6，甚至8~9，既提高了升功率，又降低了耗油率。
航空发动机工作原理课件
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。
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16.04.2020
航空发动机原理
9
三、课程主要内容
航空发动机的历史回顾 热工气动基础 航空发动机原理部分 航空发动机构造部分
16.04.2020
航空发动机原理
10
1.1 人类的飞天之梦
两千多年前的风筝
世界上目前公认最早 的重于空气的飞行器
它是如何飞起来的
一千多年以前的 “孔明灯”
16.04.2020
航空发动机原理
1
16.04.2020
航空发动机原理
2
16.04.2020
航空发动机原理
3
航空发动机原理与构造
课程教学说明
归属单位
课程编号
开课学期
3
总学时数
72学时
学分
适用专业
ME
首选教材
航空发动机原理与构造.中国民航大学校内讲 义
16.04.2020
航空发动机原理
5
一、课程教学大纲说明
16.04.2020
航空发动机原理
16
补充：关于飞机发动机的知识
飞机的起飞过程
飞机的降落过程
16.04.2020
航空发动机原理
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航空发动机发展历史
航空发动机百年历史可分为两个时期：
第一个时期从莱特兄弟的首次飞行开始到第 二次世界大战结束为止
活塞式发动机统治了40年左右
第二个时期从第二次世界大战结束至今
图2 舜帝的斗笠
图3 达·芬奇笔下的"扑翼机 "
航空发动机原理
13
气球、飞艇、无动力的滑翔机
飞上天有三种基本的途径：
基于阿基米德浮力的原理
热气球、包括氢气、氦气球，包括飞艇
基于直接有升力的飞行
火箭、垂直起落的飞机
基于柏努利定律，以速度换取升力的飞行
固定翼飞机、直升机、旋翼机
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航空发动机原理
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音障
在物体的速度快要接近音速时，周边的空气受 到声波叠合而呈现非常高压的状态，因此一旦 物体穿越音障后，周围压力将会陡降。
在比较潮湿的天气，陡降的压力所造成的瞬间 低温可能会让气温低于它的露点（Dew Point） 温度，使得水汽凝结变成微小的水珠，肉眼看 来就像是云雾般的状态。
世界上最早的、最原 始的热气球
现代热气球的鼻祖
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航空发动机原理
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关于民间神话传说
嫦娥奔月（图1） 舜帝的斗笠（图2） 风神演义中的雷震子 达·芬奇笔下的“扑翼机”（图3） 事实证明：依靠人力飞行是不可能的
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航空发动机原理
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图1 嫦娥奔月
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为今后从事相关飞机发动机维修工作打下理 论基础
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航空发动机原理
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一、课程教学大纲说明
考核方法
考核方式
考试课 闭卷、笔试 平时成绩15分、卷面成绩85分
16.04.2020
航空发动机原理
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二、课堂要求
课堂纪律
不准迟到 旷课10次及以上取消考试资格 上课期间保持安静等
蒸汽机的四冲程煤气内燃机 人们试图采用内燃机作为飞机飞行的动力源
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航空发动机原理
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活塞式发动机
16.04.2020
航空发动机原理
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活塞式发动机时期
人类历史上首次 有动力、载人、 持续、稳定和可 操作的重于空气 飞行器的飞行
航空发动机从狭 义上是航空器飞 行的动力，从广 义上它也是航空 事业发展的推动 力
由于这个低压带会随着空气离机身的距离增加 而恢复到常压，因此整体看来形状像是一个以 物体为中心轴、向四周均匀扩散的圆锥状云团。
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航空发动机原理
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航空发动机原理
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燃气涡轮发动机时期
第二个时期:从第二次世界大战结束至今
60年来，航空燃气涡轮发动机取代了活塞 式发动机
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活塞式发动机时期
活塞式发动机的发展
飞机用于战争目的推动航空蓬勃发展 早期液冷式、气冷发动机 两次世界大战推动发动机的性能提高：
单机功率从不到10 kW增加到2500 kW左右 螺旋桨飞机的V从16km/h提高到近800 km/h 飞行高度达到15000 m
“音障”的出现
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音障
音障是一种物理现象，当物体（通常是航空器） 的速度接近音速时，将会逐渐追上自己发出的 声波。声波叠合累积的结果，会造成震波 （Shock Wave）的产生，进而对飞行器的加速 产生障碍，而这种因为音速造成提升速度的障 碍称为音障。
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60年来，航空燃气轮机取代了活塞式发动机 航空燃气轮机开创了喷气时代，居航空动力的主
导地位
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活塞式发动机时未解决导致屡次飞行失败 使用蒸气机作为动力源，质量过重 1810年，英国科学家凯利发现了飞行原理 1876年，德国工程师奥托试制成热效率高于
本课程与其它课程的联系
主要先修课程：气体动力学、工程热力学 主要后续课程：专业英语、发动机机型
课程的性质
机务专业（ME）专业必修课
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一、课程教学大纲说明
课程的作用与任务
掌握航空发动机的基本工作原理和特性以及 基本结构
了解航空发动机各主要工作系统的组成、工 作原理
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补充：关于飞机发动机的知识
飞机的组成？
机身 机翼 尾翼 起落架 飞机动力装置-发动
机 飞机操纵系统 各种其它设备
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补充：关于飞机发动机的知识
飞机是如何产生升力？
对于忽略重力位能的定熵绝能不可压流
贝努利方程 p11 2V12p21 2V22
开创了喷气时代，居航空动力的主导地位
喷气发动机的早期设想
1937年，英国的惠特尔和德国的奥海因 分别研制成功离心式涡轮喷气发动机WU 和He－S3B
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涡轮喷气发动机
到40年代末,活塞发动机达到了发展的顶峰
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活塞式发动机时期
活塞式发动机固有的缺陷
功率与重量的矛盾
发动机功率与飞行速度的三次方成正比 发动机功率的增加，将导致发动机重量迅速增大
（接近三次方关系）
螺旋桨的局限
接近音速时，导致螺旋桨工作不稳定，推进效率 急剧下降