空气喷气讲义发动机
空气喷气发动机讲解剖析
3.与火箭发动机相比，随着推力增加发动机的体积和直径都增大。
2020/9/23
各种发动机的应用情况
苏-30MKK，装配了优化发动机结构 的带加力燃烧室的内外涵喷气发动机.
德国，第一种实用的喷气式战 斗机Me-262
涡轮高速旋转产生推力 收缩的尾喷管喷出高速气体
2020/9/23
轴流式涡轮喷气发动机结构
由于受到涡轮材料允许温度的限制，涡轮前 的燃气温度不能太高，为了提高发动机的推力， 在涡轮后面增设加力燃烧室，再次提高燃气能量。
2020/9/23
Ⅰ--进气道 Ⅱ--轴流式压气机 Ⅲ--燃烧室 Ⅳ--两级涡轮 Ⅴ--加力燃烧室 Ⅵ--喷管
冲压发动机适合的工作环境：
在2马赫与以上的速度，最低启动速度也大约是此界线，随着速度逐渐增加， 气体的冲压效应在3马赫时效率会大幅压过涡轮喷气发动机，而此时的涡轮喷气 发动机受限于超温往往已经无法运作了，但是冲压发动机在燃烧的阶段，进气气 流的速度仍然需要经过激波减速在音速以下，否则燃烧过程将无法维持。
适用范围为：Ma=0.5~6, 高度为0~40km, 推重比可达10以上。
2020/9/23
优点
1.结构简单，重量轻，成本低，便于使用和维护。
2.适于高速飞行，在Ma>2的高速状态下工作经济性好，耗油低.
3.只使用燃料作为燃料剂比火箭推进剂便宜。
优缺点：
缺点
4.冲压式发动机在远距离，长时间工作方面比火箭发动机优越
缺点：
发动机直径较粗，使得迎风面积加大，增加飞行时的阻力。
2020/9/23
冲压式喷气发动机
喷气发动机的结构及原理
喷气发动机的结构及原理活动内容科学讲座：喷气发动机的结构及原理.活动目的1、使学生加深对内燃机结构及基本工作过程的认识及应用.2、使学生认识到现代的尖端技术源于他们正在学习的物理基本知识.3、激发学生学科学、用科学的热情，培养他们的观察分析能力和发明创造意识.活动准备教师绘制有关结构原理图、投影片，学生阅读物理课本第二册第三章有关内容.活动过程1、问题的提出同学们在课内已学过内燃机的一些知识，知道内燃机是在蒸汽机的基础上改进发展起来，请在坐的同学回忆一下，回答这样的三个问题(投影仪依次显示).问1：内燃机在蒸汽机的基础上作了哪些改进?归纳：最突出的是用轻巧的气缸代替笨重的锅炉，这样做一方面可以使燃料燃烧比较充分，另一方面使燃烧物的散热损失大大减少，提高了工作效率，而且结构轻巧.问2：柴油机是在汽油机诞生16年后问世的内燃机，它是如何改进的呢?归纳：最主要的改进是用喷油嘴代替了火花塞，使燃料在气缸内平稳充分地燃烧，压缩更为彻底，做功更大，因而柴油机效率比汽油机更高.问3：从能量损失的角度看，内燃机存在什么不尽人意之处?归纳：从能量损失的角度考虑，不管是汽油机还是柴油机，都存在以下三方面的问题：一是尾气带走的内能(即废气内能)占了一大半，客观上限制了内燃机的效率不足50%(汽油机为20%～30%，柴油机为30%～45%)；二是内燃机存在散热损失，如气缸、活塞等仍会散热；三是内燃机的机件之间存在机械摩擦而导致机械损失，如气缸与活塞之间，连杆与活塞，连杆与曲柄等连接件之间的摩擦.为了进一步提高效率，人们对内燃机作了进一步的改进，发明了空气喷气发动机(投影课题).2、空气喷气发动机①出示空气喷气发动机的挂图169－1，对照挂图介绍基本结构：进气口、压气机、燃烧室(喷油嘴、火花塞)、轮机、尾喷管等.图16-1 空气喷气发动机示意图②基本工作原理，学生根据投影仪显示的问题分析讨论，教师指导.问1：从挂图上看，压气机与实际生活中的什么电器外形极为相似?由此猜想压气机的作用是什么?归纳：压气机很象电扇，电扇工作时使其后部的空气迅速往前流动，由此不难想到，压气机旋转时压迫空气进入燃烧室并一直往前流动，只要外力使压气机转动起来，即有空气自进气口进入燃烧室.问2：在燃烧室内为什么既有喷油嘴，又有火花塞，而内燃机仅有其中之一呢?讨论后归纳：由于吸入的只是普通空气，不能燃烧，故要装喷油嘴以喷入燃料，这就继承了柴油机的一些特点.但吸入的空气不像柴油机里那样压缩而升温，与喷下的油充分接触而达不到燃烧的温度要求，故需借助火花塞点火，而且可控制喷油嘴与火花塞的动作保持协调一致，以使燃烧更充分彻底.问3：燃气为什么会通过尾喷管喷出?归纳：由于压气机的压迫，同时更由于与压气机同轴同形状的轮机的旋转，促使燃气不易回顾而顺向从尾喷管喷出.问4：气体向后喷出，为什么能使机体前行呢?归纳：由于物体间力的作用是相互的，燃气向后喷也同时对机体产生一个向前的作用而使机体前行.③对照内燃机，分析讨论空气喷气发动机的利与弊.图169－2 使用液体燃料的火箭示意图投影1：与内燃机相比，喷气发动机有哪些改进?归纳：喷气发动机没有压缩冲程和排气冲程，没有气缸及活塞，基本消除了机械摩擦带来的机械损失，散热损失也大为减少，因而与内燃机相比，它进一步提高了效率.投影2：从结构原理上分析，空气喷气发动机存在一些什么问题?归纳：空气喷气发动机由于燃烧时没气缸，使燃气利用带来一些问题，由于燃气具有很高能量，尽管不会回流，但难免会阻碍空气的顺利进入而影响工作效率，另外，吸气时如吸入异物会影响发动机的正常运转，更重要的是还要受到气候条件及飞行范围(平流层以内)的限制，因而有待进一步改进.3、氧气喷气发动机——火箭①结构：投影并出示挂图169－2.简介：火箭前部是储运仓，装载仪器或弹头等，后部箭体内装有燃料箱，氧化剂箱，均有输送泵与之相连，输送泵类似家用煤气炉的减压阀，一方面可控制流量，另一方面还可以减压，通过输送泵后的两管道都进入燃烧室，燃烧室尾部有喷口.②原理：投影介绍燃料(主要是液氢)和氧化剂(主要是液氧)按2∶1的比例输入密闭的燃烧室剧烈燃烧，产生大量高温高压的水蒸气，急剧向后喷出时推动箭体高速飞行.③分析与讨论投影1：火箭中为什么使用的是液态的氢和氧而不是气态的氢和氧呢?归纳：主要是因为液化后便于贮存且装机容量更大.投影2：在空气喷气发动机的基础上，火箭有哪些改进与提高?归纳：一是自带氧化剂，可以不受大气限制，二是燃料是燃烧值最大的氢，氧是纯的，具有极大的能量和更彻底的燃烧优势，三是将燃气用燃烧室密封起来可以克服空气发动机这方面的缺点，因此火箭的活动范围大为拓展，工作效率也有了很大的提高.4、布置下次的内容我们将根据同学们观察与思考所提出的问题中带共性并且涉及我们已学过的热现象知识及内能知识，讨论两个问题：一是家用冰箱能否作空调，二是内燃机的“飞车”如何处理，希望有兴趣的同学先问一问，试一试，找一些有关读物学一学，想一想，作好讨论的充分准备.活动小结这一次讲座重点探讨了热机在现代科技中的应用，认真分析了热机的发展思路与方向，工业化社会的出现，各种现代化的交通工具，现代化的火电站和热电站，大多数仍然是依靠热机工作的.科技的进步是无止境的，社会的发展是无限的，但无论多么复杂、多么尖端的科技，都是从我们现在正在学习的物理基础知识开始逐步发展和建立起来的.。
《发动机培训讲义》课件
contents
目录
• 发动机概述 • 发动机的组成与工作过程 • 发动机的维护与保养 • 发动机的常见故障与排除方法 • 发动机的发展趋势与未来展望
01
发动机概述
发动机的定义与分类
总结词
发动机是一种将其他形式的能量转换为机械能的装置，广泛应用于汽车、船舶 、飞机等领域。根据不同的分类标准，发动机可以分为多种类型。
发动机的工作过程
压缩
将可燃混合气压缩 ，提高其温度和压 力。
膨胀
利用燃烧产生的能 量推动活塞下行， 使曲轴旋转。
进气
吸入空气，使可燃 混合气进入气缸。
燃烧
点燃可燃混合气， 使其在气缸内燃烧 。
排气
将燃烧后的废气排 出气缸。
发动机的燃烧过程
着火延迟期
速燃期
从点火时刻起到燃气开始燃烧的这段时间 。
燃烧速度最快的阶段，放出大量热量，使 压力迅速上升。
详细描述
根据燃料类型，发动机可以分为汽油发动机、柴油发动机、燃气发动机等；根 据实现转换的方式，发动机可以分为内燃机、外燃机等；根据应用领域，发动 机可以分为汽车发动机、航空发动机、船舶发动机等。
发动机的工作原理
总结词
发动机的工作原理主要是通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动活塞运动，进而带动曲轴转动，产生机械能。
系统堵塞也可能导致功率不足，需要定期清洗和维护。
05
发动机的发展趋势与未来展望
发动机技术的创新与发展
01Байду номын сангаас
02
03
04
燃油喷射技术
采用高压喷射技术，提高燃油 雾化效果，提高燃烧效率。
缸内直喷技术
将喷油嘴置于缸内，实现燃油 与空气的更佳混合，提高燃烧
喷气式发动机优秀文档
行（速度极限约为每小时640~800公里），飞行高度也有限，单向活门的工作寿命短，加
上震动剧烈，燃油消耗率大等缺点，使得它的应用受到限制。
• 冲压式空气喷气发动机是靠飞行器高速飞行的相对气流进入发动机进气道中 涡轮喷气式发动机由进气道、压气机、涡轮、燃烧室和尾喷管构成；
脉冲式空气喷气发动机与涡轮喷气发动机有些差异，没有压气机和涡轮。
喷气式发动机
• 喷气式发动机的燃料在燃料室内燃烧后，产生高温和高压的气体，这种气体 从尾部以极高的速度喷出，同时产生反作用力，推动机身向前运动。与活塞 式发动机相比，空气喷了能量的损失，从而提高无人机的飞行速度。
• 涡轮喷气式发动机由进气道、压气机、涡轮、燃烧室和尾喷管构成；当无人机飞行时，空
气进入进气道后，压气机对流过的空气进行加压，随后空气进入燃烧室变为高温高压气体，
其他涡轮时发动机原理大致相同。 冲压发动机的构造简单、重量轻、推重比大、成本低。
• 当 压 涡 脉 室 在 想轮，高冲里释燃时最，温式放烧发后雾高空过室动高化压气程喷机温燃气喷中射原，高料体气雾理燃压和与发化大烧气空压 动 燃致室体 气气 机 料相内从 的，机 与同形尾 混而同 涡。成喷 合这在 轮低管 气时一 喷压以 体，条 气真远 被燃轴 发空大 首烧上 动于 次室，的 机进 点的燃涡 有入 燃尾烧轮 些进后部室时 差气的顶，，异道燃端带，开时料的动没始速还燃压有剧度在料气压烈中燃喷机气燃喷烧射转机烧出口动和，，在随涡，其尾大后轮推能部气通动量的。压过飞从压工力的机尾力作的空前喷大时作气进口于，用继释燃。在下续燃放烧其加烧室他，， 脉当随喷脉涡冲 当随涡冲其涡其与涡涡冲当随当随脉与涡涡涡喷其脉烈冲无后气冲轮压无后轮压他轮他活轮轮压无后无后冲活轮轮轮气他冲，式 人 通 式 式 喷 发人 通 喷 发 涡 喷 涡 塞 喷 喷 式 人 通 人 通 式 塞 喷 喷 喷 式 涡 式 燃空机过发空气动 机过气动轮气轮式气气空机过机过空式气气气发轮发油气飞的动气式机 飞的式机时式时发式式气飞的飞的气发式式式动时动消喷行空机喷发的 行空发的发发发动发发喷行空行空喷动发发发机发机耗气时气的气动构 时气动构动动动机动动气时气时气气机动动动的动在率发，继燃发机造 ，继机造机机机相机机发，继，继发相机机机燃机原大动空续料动由简 空续由简原由原比由由动空续空续动比由由由料原地等机气加在机进单 气加进单理进理，进进机气加气加机，进进进在理可缺与进压燃与气、进压气、大气大空气气是进压进压与空气气气燃大以点涡入，料涡道重 入，道重致道致气道道靠入，入，涡气道道道料致起，轮进最室轮、量 进最、量相、相喷、、飞进最进最轮喷、、、室相动使喷气后内喷压轻 气后压轻同压同气压压行气后气后喷气压压压内同，得气道高燃气气、 道高气、。气。发气气器道高道高气发气气气燃。构它发后温烧发机推 后温机推机动机机高后温后温发动机机机烧造的动，高后动、重 ，高、重、机、、速，高，高动机、、、后简应机压压，机涡比 压压涡比涡不涡涡飞压压压压机不涡涡涡，单用有气气产有轮大 气气轮大轮需轮轮行气气气气有需轮轮轮产，受些机体生些、、 机体、、、要、、的机体机体些要、、、生重到差对从高差燃成 对从燃成燃通燃燃相对从对从差通燃燃燃高量限异流尾温异烧本 流尾烧本烧过烧烧对流尾流尾异过烧烧烧温轻制，过喷和，室低 过喷室低室能室室气过喷过喷，能室室室和，。没的管高没和。 的管和。和量和和流的管的管没量和和和高造有空以压有尾空以尾尾转尾尾进空以空以有转尾尾尾压价压气远的压喷气远喷喷变喷喷入气远气远压变喷喷喷的便气进大气气管进大管管的管管发进大进大气的管管管气宜机行于体机构行于构构中构构动行于行于机中构构构体，和加进，和成加进成成间成成机加进加进和间成成成，但涡压入这涡；压入；；结；；进压入压入涡结；；；这它轮，进种轮，进构气，进，进轮构种只。随气气。随气活道随气随气。活气适后道体后道塞中后道后道塞体于空时从空时及减空时空时及从低气速尾气速其速气速气速其尾速进度部进度他，进度进度他部飞入中以入中装将入中入中装以行燃喷极燃喷置动燃喷燃喷置极（烧出高烧出，能烧出烧出，高速室，的室，减转室，室，减的度变推速变推少变变推变推少速极为动度为动了成为动为动了度限高 飞 喷 高 飞 能 压 高 飞 高 飞 能 喷 约温机出温机量力温机温机量出为高前，高前的能高前高前的，每压进同压进损。压进压进损同小气。时气。失气。气。失时时体产体，体体，产64，生，从，，从生0~当反当而当当而反80高作高提高高提作0公温用温高温温高用里高力高无高高无力）压，压人压压人，，气推气机气气机推飞体动体的体体的动行与机与飞与与飞机高压身压行压压行身度气向气速气气速向也机前机度机机度前有同运同。同同。运限在动在在在动，一。一一一。单条条条条向轴轴轴轴活上上上上门的的的的的涡涡涡涡工轮轮轮轮作时时时时寿，，，，命带带带带短动动动动，压压压压加气气气气上机机机机震转转转转动动动动动剧 脉烈冲，式 燃发油动消机耗在率原大内地等部可缺以点的起，动使压，得力构它造的，简应单用于，受是重到量限一轻制，。部造价分便火宜，焰但它冲只到适于燃低速烧飞室行（内速度部极限，约再为每次小时点64燃0~8刚00公喷里）进，飞的行雾高度化也有燃限料，单，向活进门入的工下作寿一命短个，加上震动剧
空气喷气发动机讲解
2015/12/21
涡扇引擎的涵道比（Bypass ratio）是单位时间内不经过燃烧室的
空气质量，与通过燃烧室的空气质量的比例。涵道比为零的涡扇引擎即 是涡轮喷气发动机。
涡轮风扇发动机的工作过程及原理与普通涡轮喷气发动机大致相同。
2015/12/21
涡轮风扇发动机的优缺点
优点：
1.耗油率低，经济性好。 2.推力大。主要原因是空气流量大，涵道比一般在0.6~1.5范围内，如果外涵 道加力燃烧，推力会增加更多。 3.喷气速率降低，噪音小。
2015/12/21
1.结构简单，重量轻，成本低，便于使用和维护。
2.适于高速飞行，在Ma>2的高速状态下工作经济性好，耗油低.
优点 3.只使用燃料作为燃料剂比火箭推进剂便宜。 4.冲压式发动机在远距离，长时间工作方面比火箭发动机优越 优缺点： 1.静止时根本不能产生推力，所以不能自行起飞，必须要有助推 器起飞。 缺点 2.冲压发动机的工作对飞行状态的变化敏感 3.与火箭发动机相比，随着推力增加发动机的体积和直径都增大。
Ⅰ--进气道 Ⅱ--轴流式压气机 Ⅲ--燃烧室 Ⅳ--两级涡轮 Ⅴ--加力燃烧室 Ⅵ--喷管
2015/12/21
涡轮发动机的特性
涡轮喷气发动机的推力公式如下：
简化推力公式为： G P a (ue ) g
1.空气喷气发动机的推力与空气流量，喷气速度和导弹的飞行速度有关。 而涡轮喷气发动机具体表现如下： a.在高度一定的情况下，发动机的推力要随导弹的飞行速度而变化，推力 存在最大值。 b.飞行高度增高，推力减小，阻力也减小，飞行高度有限制。 由此可见涡轮喷气发动机适合飞行Ma为0.7~3之间，飞行高度在8~12km 左右的导弹。 2.优缺点：涡轮喷气发动机耗油率低，但是结构复杂，重量大，推力—重 量比小
空气发动机工作原理
空气发动机工作原理
空气发动机是一种利用空气动力学原理来驱动飞行器的引擎。
它不同于传统的内燃发动机，不需要使用燃料来进行燃烧。
以下是空气发动机的工作原理。
空气发动机的核心部件是一个压缩机和一个涡轮。
当外部空气被吸入发动机内部时，压缩机会将空气进行压缩，提高空气的压力和密度。
压缩后的空气会进一步进入涡轮，涡轮会将压缩后的空气进行加速。
加速后的空气会通过喷嘴排出，并且产生一个反作用力，推动飞行器向前运动。
通过压缩机和涡轮的工作，空气发动机实现了空气的加速和喷射，从而产生了足够的推力来推动飞行器飞行。
换句话说，它利用空气的动力学特性来达到推动飞行器的目的。
空气发动机还有一个重要的特点是它的工作是基于连续流动的。
也就是说，空气会持续地从外部进入发动机进行压缩和加速，然后被排出。
这种连续流动的特性使得空气发动机具有较高的效率和稳定性。
总结起来，空气发动机通过压缩和加速空气来产生推力，驱动飞行器前进。
它不需要使用燃料进行燃烧，而是利用了空气的动力学原理来推动飞行器。
这种工作原理使得空气发动机成为一种高效且可靠的推进系统。
《喷气发动机》 知识清单
《喷气发动机》知识清单一、喷气发动机的定义与工作原理喷气发动机是一种通过燃烧燃料产生高温高压气体，然后将这些气体高速喷出，从而产生推力的动力装置。
其工作原理可以简单概括为：空气首先被吸入发动机，经过压缩后与燃料混合并在燃烧室中燃烧。
燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，通过喷管高速喷出，根据牛顿第三定律，即作用力与反作用力定律，产生向前的推力，推动飞机或其他飞行器前进。
二、喷气发动机的主要类型1、涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是最早出现的喷气发动机类型之一。
它主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。
空气经过进气道被压气机压缩，提高压力和温度，然后进入燃烧室与燃料混合燃烧。
燃烧后的高温高压气体驱动涡轮旋转，涡轮再带动压气机工作，最后气体从尾喷管高速喷出。
2、涡轮风扇发动机涡轮风扇发动机在涡轮喷气发动机的基础上增加了外涵道。
一部分空气经过内涵道，如同涡轮喷气发动机的工作流程；另一部分空气则经过外涵道，不经过燃烧直接与内涵道喷出的气体混合后排出。
外涵道的空气流量通常大于内涵道，这使得涡轮风扇发动机在亚音速飞行时具有更高的燃油效率和较低的噪音。
3、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机的特点是将燃气产生的大部分能量通过涡轮传递给螺旋桨，螺旋桨产生主要的拉力，喷气产生的推力只占一小部分。
这种发动机通常用于低速飞机，如一些支线客机和通用飞机。
4、涡轮轴发动机涡轮轴发动机主要用于直升机，其工作原理与涡轮喷气发动机类似，但燃气的能量主要用于驱动直升机的旋翼。
5、冲压发动机冲压发动机没有压气机和涡轮等旋转部件，它依靠高速飞行时的冲压作用将空气压缩。
在较低速度时无法工作，通常在高超音速飞行中使用。
6、脉冲喷气发动机脉冲喷气发动机的工作过程是间歇的，通过燃烧室内的周期性燃烧产生推力。
这种发动机结构简单，但效率较低，常用于一些小型飞行器或特殊用途的飞机。
三、喷气发动机的关键部件1、进气道进气道的作用是引导空气以合适的速度和压力进入发动机。
喷气发动机原理简介
喷气发动机原理简介分类涡轮喷气式发动机完全采用燃气喷气产生推力的喷气发动机是涡轮喷气发动机。
这种发动机的推力和油耗都很高。
适合于高速飞行。
也是最早的喷气发动机。
离心式涡轮喷气发动机使用离心叶轮作为压气机。
这种压气机很简单，适合用比较差的材料制作，所以在早期应用很多。
但是这种压气机阻力很大，压缩比低，并且发动机直径也很大，所以现在已经不再使用这种压气机。
轴流式涡轮喷气发动机使用扇叶作为压气机。
这样的发动机克服了离心式发动机的缺点，因此具有很高的性能。
缺点是制造工艺苛刻。
现在的高空高速飞机依然在使用轴流式涡喷发动机。
涡轮风扇发动机一台涡扇发动机的一级压气机主条目：涡轮风扇发动机在轴流式涡喷发动机的一级压气机上安装巨大的进气风扇的发动机。
一级压气机风扇因为体积大，除了可以压缩空气外，还能当作螺旋桨使用。
涡轮风扇发动机的燃油效率在跨音速附近比涡轮喷气发动机要高。
涡轮轴发动机主条目：涡轮轴发动机涡轮轴发动机类似涡桨发动机，但拥有更大的扭矩，并且他的输出轴和涡轮轴是不平行的(一般是垂直)，输出轴减速器也不在发动机上。
所以他更类似于飞机上用的燃气轮机。
涡轴发动机的大扭矩使他经常用于需要带动大螺旋桨的直升机。
它的结构和车用燃气轮机区别不大。
涡轮喷气发动机(Turbojet)（简称涡喷发动机）[1]是一种涡轮发动机。
特点是完全依赖燃气流产生推力。
通常用作高速飞机的动力。
油耗比涡轮风扇发动机高。
涡喷发动机分为离心式与轴流式两种，离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利，但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第一次上天，没有参加第二次世界大战，轴流式诞生在德国，并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。
相比起离心式涡喷发动机，轴流式具有横截面小，压缩比高的优点，但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。
当今的涡喷发动机均为轴流式。
一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解（浅蓝色箭头为气流流向）图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口结构离心式涡轮喷气发动机的原理示意图图片注释: 顺时针依次为: 离心叶轮（压缩机），轴，涡轮机，喷嘴，燃烧室轴流式涡轮喷气发动机的原理示意图图片注释: 顺时针依次为: 压缩机，涡轮机，喷嘴，轴，燃烧室进气道轴流式涡喷发动机的主要结构如图，空气首先进入进气道，因为飞机飞行的状态是变化的，进气道需要保证空气最后能顺利的进入下一结构：压气机（compressor）。
《喷气发动机》 学习任务单
《喷气发动机》学习任务单一、学习目标1、了解喷气发动机的基本原理和工作过程。
2、掌握喷气发动机的主要组成部分及其功能。
3、学习不同类型喷气发动机的特点和应用领域。
4、能够分析喷气发动机的性能参数和影响因素。
二、学习内容（一）喷气发动机的原理1、牛顿第三定律在喷气发动机中的应用作用力与反作用力的关系如何通过喷气产生向前的推力2、热力学原理气体的压缩与膨胀燃烧过程中的能量转换（二）喷气发动机的组成1、进气道作用：引导空气进入发动机不同类型进气道的特点2、压气机工作原理：提高空气压力离心式和轴流式压气机的区别3、燃烧室燃料的喷射与燃烧燃烧室的设计要求4、涡轮从燃气中获取能量驱动压气机涡轮叶片的材料和制造工艺5、尾喷管控制喷气速度和方向可变尾喷管的优势（三）喷气发动机的类型1、涡轮喷气发动机工作特点优缺点及应用2、涡轮风扇发动机外涵道的作用与涡轮喷气发动机的性能比较3、涡轮螺旋桨发动机适用于何种飞行条件螺旋桨与涡轮的配合4、涡轮轴发动机主要应用领域与其他类型的区别（四）喷气发动机的性能参数1、推力如何计算推力影响推力的因素2、燃油消耗率意义和测量方法降低燃油消耗率的途径3、推重比对飞机性能的影响提高推重比的技术手段（五）喷气发动机的发展历程1、早期的探索和实验先驱者的贡献遇到的技术难题2、现代喷气发动机的发展关键技术的突破未来的发展趋势三、学习资源1、教材：《航空发动机原理》、《喷气发动机技术基础》。
2、在线课程：＿____大学的“喷气发动机原理”课程。
3、科普视频：在_____视频网站上搜索“喷气发动机”相关的科普视频。
4、专业论文：通过_____学术数据库查找最新的喷气发动机研究论文。
四、学习方法1、理论学习认真阅读教材和相关资料，理解喷气发动机的基本概念和原理。
做好笔记，总结重点和难点。
2、案例分析研究实际的喷气发动机型号，分析其性能特点和应用场景。
对比不同型号发动机的差异，加深对原理的理解。
3、模拟实验利用相关软件进行喷气发动机的模拟运行，观察参数变化和工作过程。
《喷气发动机》 学习任务单
《喷气发动机》学习任务单一、学习目标1、了解喷气发动机的工作原理和基本结构。
2、掌握喷气发动机的分类及其特点。
3、学习喷气发动机在航空航天领域的应用。
4、探讨喷气发动机的发展历程和未来趋势。
二、学习内容（一）喷气发动机的工作原理1、喷气发动机的能量转化过程燃料燃烧产生热能。
热能转化为气体的内能，使气体膨胀。
内能转化为气体的动能，产生推力。
2、牛顿第三定律在喷气发动机中的应用发动机向后喷射高速气流，根据牛顿第三定律，产生向前的反作用力，推动飞行器前进。
（二）喷气发动机的基本结构1、进气道作用：收集并引导空气进入发动机。
类型：亚音速进气道和超音速进气道。
2、压气机功能：提高空气的压力，增加空气的密度。
分类：离心式压气机和轴流式压气机。
3、燃烧室燃料燃烧的场所。
要求：保证燃烧稳定、高效。
4、涡轮从燃气中提取能量，驱动压气机工作。
结构特点和工作原理。
5、尾喷管作用：将燃气加速排出，产生推力。
形状和设计对推力的影响。
（三）喷气发动机的分类1、涡轮喷气发动机工作特点和性能。
优缺点。
2、涡轮风扇发动机与涡轮喷气发动机的区别。
涵道比的概念和作用。
3、涡轮螺旋桨发动机适用范围和特点。
4、涡轮轴发动机在直升机上的应用。
（四）喷气发动机在航空航天领域的应用1、民用航空大型客机中的发动机选型。
发动机对航班运营成本的影响。
2、军用航空战斗机发动机的要求和发展。
轰炸机和运输机的发动机特点。
3、航天领域火箭发动机与喷气发动机的关系。
可重复使用火箭发动机的发展。
（五）喷气发动机的发展历程1、早期探索喷气发动机概念的提出。
实验阶段的成果和挑战。
2、关键技术突破耐高温材料的研发。
先进制造工艺的应用。
3、现代发展智能化控制技术的引入。
环保要求对发动机设计的影响。
（六）喷气发动机的未来趋势1、更高的推重比实现途径和技术挑战。
2、更低的油耗和排放绿色航空的需求和解决方案。
3、新材料和新工艺的应用对发动机性能和可靠性的提升。
4、混合动力和电动化前沿研究和潜在应用前景。
航空喷气式发动机的原理是什么？
航空喷气式发动机的原理是什么？
牛顿第三定律表明，作用在物体上的每一个力都有一方向相反大小相等的反作用力。
这一原理很早就被应用于实践中，我们玩过的爆竹，就是依靠尾部喷出火药气体的反作用力飞上天空的；孩子玩的气球，当它放出空气或气体时，它便沿着与喷气相反的方向急速飞走。
喷气发动机的工作原理也是如此。
发动机工作时，从前端吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，同时，气体也给发动机一个反作用力，推动飞机前进。
喷气反作用是一种内部现象。
无论火箭、冲压喷气或者涡轮喷气，作用在发动机上的最终的反作用力即推力都与发动机排出的气流质量以及气流速度成比例。
航空史上，人们曾寄希望用火箭作为飞机的动力装置，但大量试验表明，由于火箭工作时间短、控制困难等原因，不适于作飞机的动力，所以火箭飞机从未进入实用化阶段。
30年代中期，人们发明了涡轮喷气发动机。
这一技术起源自古老的涡轮技术。
古代中国的水排、“走马灯”和古罗马的水轮机等，都包含着它的原理。
1870年以后，蒸汽机领域中的科学成就与水轮机的发展相结合，产生一种新的动力机──蒸汽轮机。
内燃机诞生后，内燃原理与蒸汽轮机结合，又形成燃气轮机。
燃气轮机与喷气推进思想的结合，最终产生涡轮喷气发动机。
喷气发动机-人教版选修2-2教案
喷气发动机-人教版选修2-2教案一、教学目标1.知道喷气发动机的结构和原理。
2.理解喷气发动机的工作特点和各个部位功能。
3.掌握喷气发动机的优缺点以及适用范围。
二、教学重点1.喷气发动机的结构和原理。
2.喷气发动机的工作特点。
3.喷气发动机的优缺点。
三、教学难点1.喷气发动机的原理和工作特点。
2.喷气发动机的适用范围。
四、教学内容1. 喷气发动机的概念喷气发动机是一种以喷射高速气流来产生反作用力，推动飞机飞行的发动机。
2. 喷气发动机的结构和工作原理1.压气机：将空气压缩，使其密度增大。
2.燃烧室：将压缩空气与燃料混合燃烧。
3.高压涡轮：从燃烧室中排出的高温高压气体通过高压涡轮，带动压气机和涡轮。
4.喷管：将高速推出的喷气流产生反推力。
3. 喷气发动机的工作特点1.具有高的推力重量比，适用于大型飞机的起飞和爬升。
2.具有高的巡航效率和快速飞行速度。
3.空气密度的变化对其性能影响较大，不适用于低空慢速飞行和垂直起降。
4. 喷气发动机的优点1.推力重量比高，效率较其他发动机高。
2.运转平稳，噪声小。
3.可以在高空高速飞行，适用于远距离客运和军用战斗机。
5. 喷气发动机的缺点1.初期投资和维护成本较高。
2.燃油消耗量大，排放污染物也较多。
3.不能用于低空慢速地形飞行。
五、教学方法1.讲授法：讲解喷气发动机的原理和工作特点。
2.形象比拟法：将喷气发动机比作人体心脏，用类比法表达其工作原理和部位功能。
3.讨论法：让学生分组讨论喷气发动机的优缺点和适用范围，引导学生思考并形成自己的见解。
六、教学评价1.能够描述喷气发动机的结构、原理和工作特点，理解其工作方式和推行原理。
2.能够评价喷气发动机的优缺点和适用范围，理性分析其优缺点并形成自己的观点。
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3)活塞式发动机工作时，只有一个行程对外作功；而燃气轮机工作时， 空气是连续不断地被吸入，作功是连续进行的，因而涡轮喷气发 动机有更大地功率输出；
EJ200
用于欧洲战斗机EF-2000的EJ200涡轮风扇发动机
由图中可以看出，加力燃烧室的长度比风 扇、高压压气机、燃烧室、高/低压涡轮几个 部件加起来还要长一些
辅助系统
• 起动系统 • 燃油系统 • 润滑系统 • 防冰系统 • 防火系统
喷气发动机与活塞式发动机对比
1)活塞式发动机只是热机，本身不能产生推力，只能从轴上输出功率 带动螺旋桨，由螺旋桨产生推力，所以螺旋桨称为推进器。涡轮 喷气发动机既是热机又是推进器；
空气喷气发动机
精品jin
分类
• 涡轮喷气发动机 • 涡轮风扇发动机 • 涡轮螺旋桨 • 涡轮轴
涡轮喷气发动机工作原理
核心机 压气机 燃烧室 燃气涡轮
涡轮喷气发动机结构
• 进气道 • 压气机 • 燃烧室 • 涡轮 • 尾喷管 • 加力燃烧室（涡轮和尾喷管之间）
F-110发动机
压气机
带有离心式流压气机的涡轮喷气发动机
涡轮风扇发动机
提高效率、经济性
不加力涡轮风扇发动机
加力式涡轮风扇发动机
涡轮风扇发动机的涵道比
涵道比等于5的高涵道比涡轮风扇发动机
涡轮螺旋桨发动机
涡轮轴发动机
• 自由涡轮输出功率 • 喷口可灵活安力大，故转速不能太大；涡轮喷气 发动机是旋转机械，转速可以较高；
5)活塞式发动机的燃烧过程在封闭的空间中进行，燃烧过程中气体的 压力和温度急剧地上升，必须采用笨重的汽缸；涡喷发动机地燃 烧过程在开口的空间进行，燃烧过程基本上是等压的，燃烧室结 构轻巧；
6)与活塞式发动机相比，涡喷发动机最大的缺点是经济性差。
带有轴流压气机的涡轮喷气发动机
离心式压气机工作叶轮
轴流压气机
压气机工作叶片
轴流压气机的转子和静子
燃烧室
• 主要包括：喷嘴、涡流器、火焰筒等
涡轮
• 涡轮 叶片 散热
尾喷管
尾喷管内部：后燃器的火焰环
SU-27 尾喷管
典型的扩散-收敛型喷管
国产涡喷-7发动机及剖视图
F-404发动机
加力燃烧室