航空发动机结构-第二章-几种典型的发动机
几种航空发动机简介
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AL-31F发动机 - 简介AL-31F是由俄罗斯留里卡"土星"科研生产联合体研制的带加力燃烧室的涡扇发动机。
该联合体前身是留里卡设计局,组建于1946年,是前苏联的主要战斗机发动机设计局。
在上世纪60年代,留里卡研制了AL-21F系列涡轮喷气发动机,其最大加力推力达11000daN。
1970~1974年投入生产,广泛用于苏-17、苏-20、苏-22、苏-24和米格-23战斗机上。
在AL-21基础上,1976年(另一说法是1973年)留里卡开始研制AL-31F发动机。
1985年该发动机研制达标后,用于苏-27、苏-30和苏-35战斗机。
AL-31F的结构形式是双转子加力式涡扇发动机。
推力范围:加力12250daN,中间7620daN。
每台价格300万美元。
AL-31F有一些改进型,其中包括带矢量推力喷管的改进型AL-31FP发动机。
从总体上讲,作为苏-27战机的专用动力装置AL-31F发动机,其性能是优良的,具有明显优势。
(1)尺寸小,推力大。
其涡轮具有有效的冷却系统和良好的热力学特性;压气机增压快速,发动机结构紧凑,保证飞机有较高的推力和良好的机动性。
(2)稳定性高。
可使用在苏-27飞机的各种飞行高度和速度下,即使飞机在以M2的速度进入平螺旋、直螺旋、翻转螺旋和进气道喘振的情况下,发动机工作仍然极其稳定。
喘振消除系统、空中自动点火系统、主燃烧室和加力燃烧室的再次启动系统等可保证在使用机载武器时动力装置的工作可靠性。
(3)维修简便。
该发动机采用单元体结构,由14个单元体组成,因此,如果出现某些损坏,不需要全部更换,只替换下有故障的单元体即可。
这样,在使用条件下进行发动机维修时,可更换其中的6个单元体。
(4)使用寿命长。
AL-31F可根据其技术状况而使用,只要发动机还正常,就可以一直使用下去,而现代化水平的诊断设备可保证飞行安全。
但其使用寿命也有一个限度,一般认为该发动机第一次维修前的使用寿命可达1000h,总使用寿命应该不少于10年。
《航空发动机结构分析》思考题答案.doc
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《航空发动机结构分析》课后思考题答案第一章概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型?指出它们的共同点、区别和应用。
.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的?答:涡喷二十世纪三十年代(1937年WU: 1937年HeS3B);涡扇19(50'19(52军用涡扇1966^19673.简述涡轮风扇发动机的基本类型。
答:不带加力,带加力,分排,混排,高涵道比,低涵道比。
4.什么是涵道比?涡扇发动机如何按涵道比分类?答:(一)B/T,外涵与内涵空气流量比;(二)高涵道比涡扇(GE90),低涵道比涡扇(Al-37fn)5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。
答:压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。
6.从发动机结构剖面图上,可以得到哪些结构信息?答:a)发动机类型b)轴数c)压气机级数d)燃烧室类型e)支点位置f)支点类型第二章典型发动机1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标,指出各代涡喷、涡扇、军川涡扇发动机的性能指标。
答:涡喷表2.1涡扇表2. 3军用涡扇表2. 22.al-31f发动机的主要结构特点是什么?在该机上采用了哪些先进技术?答:AL31-F结构特点:全钛进气机匝,23个导流叶片;钛合金风扇,高压压气机,转子级间电了束焊接;高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾梆头的工作叶片;环形燃烧空有28个双路离心式喷嘴,两个点火器,采用半导体电嘴;高压涡轮叶片不带冠, 株头处有减振器,低压涡轮叶片带冠:涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器,可使冷却空气降温125-210*c:加力燃烧室采用射流式点火方式,单品体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障:收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成;排气方式为内、外涵道混合排气.3.ALF502发动机是什么类型的发动机?它有哪些有点?答:ALF502,涡轮风扇。
优点:•单元体设计,易维修•长寿命、低成本•B/T高耗汕率低•噪声小,排气中N()x量低于规定第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些?答:(一)轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大,迎风阻力小,但是单级压比小,结构复杂;(二)离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高;但是迎风面积大,难于获得更高的总增压比。
介绍各类型飞机发动机
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介绍各类型飞机发动机各类型飞机发动机的介绍一、涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是目前商用飞机上最常见的一种发动机类型。
它采用压气机和涡轮来产生推力。
压气机将大量空气压缩,然后将其注入燃烧室,与燃料混合并燃烧,产生高温高压的气体。
这些气体通过涡轮推动涡轮喷气发动机的压气机,产生推力。
涡轮喷气发动机具有推力大、燃油效率高、速度快等特点,适用于大型商用飞机。
二、涡扇发动机涡扇发动机是一种改进型的涡轮喷气发动机。
它在压气机后面增加了一个多级涡扇,使得发动机的推力更大。
涡扇发动机在提供主要推力的同时,还通过涡轮推动额外的空气流过涡扇,起到降低噪音和提高燃油效率的作用。
涡扇发动机广泛应用于中型和大型商用飞机,具有推力大、燃油效率高、噪音低的特点。
三、活塞发动机活塞发动机又称为内燃机发动机,是一种利用气缸和活塞运动产生动力的发动机。
它使用汽油或柴油作为燃料,经过压缩和点火后,燃料燃烧产生高温高压气体,推动活塞运动,从而产生动力。
活塞发动机广泛应用于小型飞机和私人飞机,具有结构简单、维护方便、成本低等特点。
四、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮喷气发动机的推力转化为旋转动力的发动机。
它在涡轮喷气发动机的尾部安装了一个螺旋桨装置,通过涡轮推动螺旋桨旋转,产生推力。
涡轮螺旋桨发动机具有推力大、燃油效率高、起飞和降落距离短等特点,适用于小型和中型飞机。
五、火箭发动机火箭发动机是一种利用排气喷出高速气体产生推力的发动机。
它不依赖于周围空气,通过燃烧推进剂产生的高温高压气体喷出,从而产生巨大的推力。
火箭发动机广泛应用于航天器和导弹等领域,具有推力大、速度快、适应性强等特点。
六、涡轮电动发动机涡轮电动发动机是一种将涡轮喷气发动机与电动机结合的发动机。
它通过涡轮推动发电机产生电能,并驱动电动机产生推力。
涡轮电动发动机具有燃油效率高、环保节能的特点,适用于小型和中型飞机。
以上是各类型飞机发动机的简要介绍。
不同类型的发动机在结构和工作原理上有所差异,但都能为飞机提供动力,使其能够安全、稳定地飞行。
航空发动机总体结构演示幻灯片
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第2.1节 航空燃气涡轮发动机的组成 第2.2节 转子支承方案 第2.3节 联轴器 第2.4节 支承结构 第2.5节 静子承力系统
1
2.1 航空燃气涡轮发动机的组成
2
2.1 航空燃气涡轮发动机的组成
3
2.1 航空燃气涡轮发动机的组成
4
2.1 航空燃气涡轮发动机的组成 1. 进气道
在燃气涡轮发动机中,发动机转子通过 支承结 构 支承于发动机机匣上。转子上承受的各种负荷 (如气体轴向力、重力、惯性力及惯性力矩等)由 支承结构承受并传至发动机机匣上,最后由机匣通 过安装节传至飞机构件中。
在发动机中,转子采用几个支承结构(支点), 安排在何处,称为 转子支承方案 。
12
转子支承方案的表示方法(简图和代号):
的 两 支
19
图2-7 0-2-0支承方案
图2-8 1-0-1支承方案
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二、双转子和三转子支承方案
多转子发动机中,转子数多,支承数目多,而且低压转 子轴要从高压转子轴中心穿过,使结构复杂,但原则上仍以 每个转子分别进行处理。
与单转子发动机不同的是,有些支点不直接安装在承力 机匣上,而是装在另一个转子上,通过另一转子的支点将负 荷外传,由于这个支点是介于两个转子之间的,所以称为 中 介支点 。中介支点中的轴承,则称为 中介轴承或轴间轴承 。 在多数发动机中,采用中介支点,可使发动机长度缩短,承 力机匣数减少。但是轴间轴承的润滑较困难,轴承工作条件 较差,而且装拆也比较复杂。
图2-2 浮动套齿联轴器
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J47 单转子涡轮喷气发动机转子的 1-3-0四支点 支承方案。
图2-3 1-3-0的四支点支承方案
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2) 3支点方案
第二章结构分析-RB211
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❖ 单级高压涡轮 ❖燃气温度相对较低 ❖高效带冠叶片
❖ 单级中压涡轮 ❖低应力带冠叶片 ❖无须冷却的转子叶片
❖ 低压涡轮仅驱动风扇 ❖3级
2001年7月
14
涡轮
2001年7月
15
535e4与PW2037叶片比 较
风扇叶片
可调导向 叶片
压气机 叶片
涡轮叶片
535e4
22
0
783
420
PW2037
36
❖ 高压压气机负荷减小 ❖级数减少 ❖无可调叶片
2001年7月
10
双转子发动机
风扇1.4:1
2001年7月
11
双转子发动机
❖ 高压涡轮需要两级 ❖所有4级叶片均需要冷却 ❖高应力第2级叶片 ❖无冠转子
❖ 低压涡轮驱动风扇和增压级 ❖4级或5级
2001年7月
12
涡轮
2001年7月
13
三转子结构
2001年7月
6
一、RB211——三转子
发动机
2001年7月
7
双转子发动机
❖ 增压级随低压风扇转动限制压力的提高 ❖ 高压压气机负荷加大
❖级数较多 ❖多级可调叶片和防气活门
2001年7月
8
风扇1.4:1
双转子结构
2001年7月
9
三转子结构
❖ 中压压气机转子转速高于增压级 ❖高效率 ❖较高的压比
户的使用成本 ❖柔性安装可减小热应力 ❖大量使用隔热涂层降低金属温度
2001年7月
31
五、长寿高效涡轮设计
❖ 工作条件 ❖高温,高转速 ❖工作状态变化 ❖大的负荷
2001年7月
32
高压导向器叶片
发动机结构
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《 航空发动机结构与原理 》
NUM: 13
《 航空发动机结构与原理 》
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《 航空发动机结构与原理 》
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《 航空发动机结构与原理 》
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《 航空发动机结构与原理 》
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《 航空发动机结构与原理 》
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《 航空发动机结构与原理 》
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《 航空发动机结构与原理 》
NUM: 22
《 航空发动机结构与原理 》
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三、涡桨6发动机 ①特点:单转子涡桨发动机,运8的动力装置 ②组成:单转子轴流式压气机、环形燃烧室、3 级轴流反应式涡轮、减速器、收敛形固定喷口
转子转速12300r/min,减速比0.08732,桨叶转 速1074r/min
NUM: 11
第二章 典型发动机
第三节 涡轮轴和涡轮螺旋桨发动机 回顾上节内容: (1)涡扇9发动机:
①组成?
《 航空发动机结构与原理 》
NUM: 12
一、涡轴8(WZ8)发动机 ①单转子发动机,装备于直9、直9C、直11 ②组成:单转子混合式压气机、折流式环形燃烧室、 2级轴流反应式涡轮、1级自由涡轮(动力涡轮)、 减速器和扩张排气装置等组成 自由涡轮转速41586 r / min,减速比0.1443,输出 转速6000 r / min
二、PW127发动机 ①特点:自由涡轮式双转子涡轮螺旋桨发动机,运 7-200的动力装置
②组成:2级离心式压气机、14个气动喷嘴、两级轴 流式涡轮,两级自由涡轮、减速器等组成
③涡轮前燃气温度1260℃,增压比15.3
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《 航空发动机结构与原理 》
《航空发动机结构分析》思考题答案
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《航空发动机结构分析》课后思考题答案第一章概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型?指出它们的共同点、区别和应用。
答:2.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的?答:涡喷二十世纪三十年代(1937年WU;1937年HeS3B);涡扇 1960~1962军用涡扇 1966~19673.简述涡轮风扇发动机的基本类型。
答:不带加力,带加力,分排,混排,高涵道比,低涵道比。
4.什么是涵道比?涡扇发动机如何按涵道比分类?答:(一)B/T,外涵与内涵空气流量比;(二)高涵道比涡扇(GE90),低涵道比涡扇(Al-37fn)5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。
答:压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。
6.从发动机结构剖面图上,可以得到哪些结构信息?答:a)发动机类型b)轴数c)压气机级数d)燃烧室类型e)支点位置f)支点类型第二章典型发动机1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标,指出各代涡喷、涡扇、军用涡扇发动机的性能指标。
答:涡喷表2.1涡扇表2.3军用涡扇表2.22.al-31f发动机的主要结构特点是什么?在该机上采用了哪些先进技术?答:AL31-F结构特点:全钛进气机匣,23个导流叶片;钛合金风扇,高压压气机,转子级间电子束焊接;高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾榫头的工作叶片;环形燃烧室有28个双路离心式喷嘴,两个点火器,采用半导体电嘴;高压涡轮叶片不带冠,榫头处有减振器,低压涡轮叶片带冠;涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器,可使冷却空气降温125-210*c;加力燃烧室采用射流式点火方式,单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障;收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成;排气方式为内、外涵道混合排气。
3.ALF502发动机是什么类型的发动机?它有哪些有点?答:ALF502,涡轮风扇。
优点:●单元体设计,易维修●长寿命、低成本●B/T高耗油率低●噪声小,排气中NOx量低于规定第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些?答:(一)轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大,迎风阻力小,但是单级压比小,结构复杂;(二)离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高;但是迎风面积大,难于获得更高的总增压比。
航空发动机的种类与结构ppt
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Types Of Heat Engines
• Reciprocating
• Means of compression: Reciprocating action of pistons
• Engine working fluid: Fuel/air mixture • Propulsive working fluid: Ambient air
Types Of Heat Engines
• Turbojet
• Means of compression: Turbine-driven compressor • Engine working fluid: Fuel/air mixture • Propulsive working fluid: Fuel/air mixture
度更高的飞机;涡轮喷气发动机主要用于超声速飞机。
冲压发动机
冲压发动机特点是无压气机和燃气涡轮,进入燃烧室的空气利用高速飞行时的冲 压作用增压。它构造简单、推力大,特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和
低速下性能欠佳,限制了应用范围,仅用在导弹和空中发射的靶弹上。
The Heat Engine
• Converts chemical energy (fuel) into heat energy.
• Rocket
• Means of compression: Compression due to combustion
• Engine working fluid: Oxidizer/fuel mixture • Propulsive working fluid: Oxidizer/fuel mixture
• Specific fuel consumption for reciprocating engines is the fuel flow (lbs/hr) divided by brake horsepower.
航空发动机结构_课件
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NPU--ZhaoMing
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3、WS 主要部件:风扇、外涵道、内涵道(压气机、燃烧室、 涡轮),尾喷管 特点:发动机的推力是内外涵道气流反作用力的总和。 涵道比(流量比):外、内涵道空气流量之比。
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NPU--ZhaoMing
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4、WZ发动机 主要部件:进气道、压气机、燃烧室、动力涡 轮、自由涡轮、尾喷管 特点:通常带有自由涡轮,而其他形式的涡轮 喷气发动机一般没有自由涡轮。
11:34
NPU--ZhaoMing
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航空发动机分类: 在过去的一个航空百年里,人类所使用的 主要的航空发动机,可分为两大类: 1、活塞式发动机 •冷却方式(液冷式、气冷式)。 •气缸排列方式(星形、V形、直列式、对列式、 X形) 2、空气喷气式发动机 •无压气机(冲压式发动机、脉动式发动机)。 •有压气机(涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机 、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、浆扇发 动机)。
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航空燃气涡轮发动机的基本类型
按照做功方式分五种基本类型 •涡轮喷气发动机(涡喷)(WP) •涡轮螺浆发动机(涡浆)(WJ) •涡轮风扇发动机(涡扇)(WS) •涡轮轴发动机(涡轴)(WZ) •螺浆风扇发动机(浆扇)(JS)
11:34
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1、WP 主要部件:进气装置、 压气机,燃烧室,燃气 涡轮,尾喷管,(加力燃 烧室) 特点: (1)涡轮只带动压气机 压缩空气。 (2)发动机的全部推力 来自高速喷出的燃气所 产生的反作用力。
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航空发动机结构 第二章 几种典型的发动机
![航空发动机结构 第二章 几种典型的发动机](https://img.taocdn.com/s3/m/4f9b9e4e6edb6f1afe001f00.png)
А Л -31Ф 发动机支承简图
АЛ-31Ф发动机转子支承方案,全机共有 六个支点,高压转子为1-0-1支承方案,低压 转子为1-2-1四支点支承方案,低压涡轮转子 与风扇转子间采用了传递扭矩、轴向力的柔
性联轴器,以解决低压转子工作不正常对高 压转子的影响。
2.3 典型的涡轮螺旋桨发动机
涡桨6发动机是单转子涡轮螺旋桨飞机,是 运8飞机的动力装置。由单转子轴流式压气机, 环形燃烧室等组成。结构图如下:
EJ200 发动机结构图
EJ200转子支承方案简图
第四代军用发动机—F119-PW-100
F119-PW-100发动机由3级风扇,6级高压压 气机,带气动喷嘴,浮壁式火焰筒的环形燃 烧室,单级高压涡轮与高压转向相反的单级 低压涡轮(对转涡轮),加力燃烧室与二维 喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心 机、低压涡轮、加力燃烧室、尾喷管和附件 传动机匣等6个单元体,另外还有附件等。
CFM56 发动机支承简图
两个转子支承于五个支点上,通过两个承
力框架将轴承负荷外传,是承力构件最少的 发动机。低压转子为0-2-1支承方案,高压转 子为1-0-1支承方案。高压转子后支点为中介 支点,支承在低压涡轮的后轴上,此种支承 方案的主要优点是结构简单,低压轴刚性好, 发动机性能保持好,重量轻,为许多军民用 发动机所采用 。
航空发动机结构
第二讲 几种典型的航空发动机
2.1几种典型的涡喷发动机
涡喷5发动机是典型的第一代涡轮喷气发动 机,主要结构特点是采用离心式压气机和分 管式燃烧室,是歼五,轰五型飞机的动力装 置。具体结构如下:
涡喷6发动机是歼六,强五飞机的动力装 置,涡喷六发动机是第二代涡轮喷气发动机。 主要结构特点是采用单转子轴流式压气机和 环管型燃烧室。
航空发动机的种类与结构
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Rotary-Radial
• Torque and gyro effect made aircraft difficult to control. • Problems with carburetion, lubrication, and exhaust.
Opposed Or O-type Engines
Types Of Heat Engines
• Rocket • Means of compression: Compression due to combustion • Engine working fluid: Oxidizer/fuel mixture • Propulsive working fluid: Oxidizer/fuel mixture
Engine Requirements
• Durability and Reliability • Durability is the amount of engine life obtained while maintaining the desired reliability. • Reliability and durability are built into the engine by the manufacture.
Engine Requirements
Engine Requirements
• Efficiency • Power and Weight: If the specific weight of an engine is decreased, the performance of the aircraft will increase. • Reciprocating engines produce approximately 1 HP for each pound of weight.
航空发动机分类
![航空发动机分类](https://img.taocdn.com/s3/m/ee2c9ea7162ded630b1c59eef8c75fbfc67d9466.png)
航空发动机分类航空发动机是飞机上最重要的部件之一,它将燃料燃烧产生的能量转化为推力,驱动飞机飞行。
根据不同的分类标准,航空发动机可以分为多种类型,包括涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、柱塞发动机等。
本文将对这些不同类型的航空发动机进行分类和介绍。
1. 涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是目前民用飞机和大多数军用飞机所采用的发动机类型。
它利用压气机将大气中的空气压缩后送入燃烧室,然后将燃料喷入燃烧室与空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气,最终通过涡轮驱动压气机和飞机的推进器,产生推力推动飞机前进。
涡轮喷气发动机具有推力大、效率高、功率密度大等优点,适用于大型喷气客机和喷气式战斗机等。
2. 涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮与螺旋桨相结合的发动机类型,它将燃料燃烧后的高温高压气体通过涡轮传动螺旋桨旋转,产生推力推动飞机前进。
涡轮螺旋桨发动机适用于一些需要低速高扭矩的飞机,如运输机、直升机等。
它具有起飞和着陆性能好、燃油效率高等优点。
3. 柱塞发动机柱塞发动机是一种内燃机,通过活塞在气缸内往复运动来完成吸气、压缩、燃烧和排气等工作。
柱塞发动机适用于一些小型飞机和通用航空飞机,如轻型飞机、教练机等。
它具有结构简单、维护成本低等优点,但功率密度较低,适用于低速低高度飞行。
4. 滑油涡桨发动机滑油涡桨发动机是一种将滑油与涡轮相结合的发动机类型,通过滑油传动涡轮来产生推力推动飞机前进。
滑油涡桨发动机适用于一些需要高高度高速飞行的飞机,如高空侦察机、高空救援机等。
它具有高高度高速性能好、燃油效率高等优点。
5. 水冷柱塞发动机水冷柱塞发动机是一种采用水冷系统来冷却发动机的柱塞发动机类型,通过水冷系统来降低发动机的工作温度,提高发动机的可靠性和寿命。
水冷柱塞发动机适用于一些需要长时间高功率运行的飞机,如军用飞机、运输机等。
它具有工作温度低、寿命长等优点。
总的来说,航空发动机根据不同的分类标准可以分为多种类型,每种类型的发动机都有其特点和适用范围。
常用航空发动机的结构与原理
![常用航空发动机的结构与原理](https://img.taocdn.com/s3/m/30d45615f02d2af90242a8956bec0975f465a417.png)
常用航空发动机的结构与原理展开全文一、活塞式航空发动机为航空器提供飞行动力的往复式内燃机称为活塞式发动机。
发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力。
活塞式发动机由汽缸、活塞以及把活塞的往复运动转变为曲轴旋转运动的曲柄连杆机构等主要部分组成。
曲柄连接着螺旋桨,螺旋桨随着曲柄转动而转动,曲轴则支承在轴承上。
汽缸上装有进气门和排气门" 进气门是控制空气和汽油的混合气进入的零件,汽油燃烧完以后有排气门排出。
活塞式航空发动机是一种四冲程、电嘴点火的汽油发动机。
曲轴转动两圈,每个活塞在汽缸内往复运动4次,每次称1个冲程。
4个冲程依次为吸气、压缩、膨胀(作功)和排气,合起来形成1 个定容加热循环。
从1903年第一架飞机升空到第二次世界大战末期,所有飞机都用活塞式航空发动机作为动力装置。
20 世纪40年代中期,在军用飞机和大型民用机上,燃气涡轮发动机逐步取代了活塞式航空发动机,但小功率活塞式航空发动机比燃气涡轮发动机经济,在轻型低速飞机上仍得到应用。
二、燃气涡轮发动机由压气机、燃烧室和燃气涡轮组成的发动机称为燃气涡轮发动机。
它的优点是重量轻、体积小和运行平稳,广泛用作飞机和直升机的动力装置。
核心机:在燃气涡轮发动机中,由压气机、燃烧室和驱动压气机的燃气涡轮组成发动机的核心机。
空气在压气机中被压缩后,在燃烧室中与喷入的燃油混合燃烧,生成高温高压燃气驱动燃气涡轮作高速旋转,将燃气的部分能量转变为涡轮功。
涡轮带动压气机不断吸进空气并进行压缩,使核心机连续工作。
从燃气涡轮排出的燃气仍具有很高的压力和温度,经膨胀后释放出能量(称为可用能量)用于推进。
核心机不断输出具有一定可用能量的燃气,因此又称燃气发生器。
现代燃气涡轮发动机压气机的增压比(压气机出口空气总压与进口总压之比)范围为4-28,消耗功率可高达数十兆瓦(几万马力)。
燃气涡轮前的温度可达1200-1700K。
压气机分为离心式和轴流式两类,前者增压比低、直径大,仅用于小功率发动机;后者流量大、增压比高,应用广泛。
航空发动机总资料
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第一章概论航空发动机可以分为活塞式发动机(小型发动机、直升飞机)和空气喷气发动机两大类型。
P3空气喷气发动机中又可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不带压气机的冲压喷气发动机(构造简单,推力大,适合高速飞行。
不能在静止状态及低速性能不好,适用于靶弹和巡航导弹)。
涡轮发动机包括:涡轮喷气发动机WP,涡轮螺旋桨发动机WJ,涡轮风扇发动机WS,涡轮轴发动机WZ,涡轮桨扇发动机JS。
在航空器上应用还有火箭发动机(燃料消耗率大,早期超声速实验飞机上用过,也曾在某些飞机上用作短时间的加速器)、脉冲喷气发动机(用于低速靶机和航模飞机)和航空电动机(适用于高空长航时的轻型飞机)。
P4燃气涡轮发动机是由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等主要部件组成。
由压气机、燃烧室和驱动压气机的涡轮这三个部件组成的燃气发生器,它不断输出具有一定可用能量的燃气。
涡桨发动机的螺桨、涡扇发动机的风扇和涡轴发动机的旋翼,它们的驱动力都来自燃气发生器。
按燃气发生器出口燃气可用能量的利用方式不同,对燃气涡轮发动机进行分类:将燃气发生器获得的机械能全部自己用就是涡轮喷气发动机;将燃气发生器获得的机械能85%~90%用来带动螺旋桨,就是涡桨发动机;将获得的机械能的90%以上转换为轴功率输出,就是涡轮轴发动机;将小于50%的机械能输出带动风扇,就是小涵道比涡扇发动机(涵道比1:1);将大于80%的机械能输出带动风扇,就是大涵道比涡轮风扇发动机(涵道比大于4:1)。
P5航空燃气涡轮发动机的主要性能参数:1.推力,我国用国际单位制N或dan,1daN=10N,美国和欧洲采用英制磅(Pd),1Pd=0.4536Kg,俄罗斯/苏联采用工程制用Kg,1Kg=9.8N;2.推重比(功重比),推重比是推力重量比的简称,即发动机在海平面静止条件下最大推力与发动机重力之比,是无量纲单位。
对活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机则用功重比(功率重量比的简称)表示,即发动机在海平面静止状态下的功率与发动机重力之比,KW/daN;3.耗油率,对于产生推力、的喷气发动机,表示1daN推力每小时所消耗的燃油量单位Kg/(daN·h),对于活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机来说,它表示1KW功率每小时所消耗的燃油量单位Kg/(kw·h);4.增压比,压气机出口总压与进口总压之比,飞速较高增压比较低,低耗油率增压比较高;5.涡轮前燃气温度,是第一级涡轮导向器进口截面处燃气的总温,也有发动机用涡轮转子进口截面处总温表示,发动机技术水平高低的重要标志之一;6.涵道比,是涡扇发动机外涵道和内涵道的空气质量流量之比,又称流量比。
航空发动机结构 第二讲 几种典型的航空发动机
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涡喷8发动机是轰六飞机的动力装置,涡喷8
发动机的主要结构形式与涡喷6大体相同,结 构如下图:
2.2 几种典型的涡扇发动机
CFM56-3典型发动机结构
CFM56-3型发动机于1984年取得适航证, 并于1984年11月于波音737-300型飞机上投 入航线营动。目前此系列发动机已发展了4型 号用于波音737-300、-400、-500系飞机上。
典型军用涡扇发动机结构
EJ200涡扇发动机用于欧洲联合研制的90 年代战斗机EFA2000,为双转子加力式低涵 道比涡扇发动机,由三级风扇,五级高压压 气机、具有空气雾化喷嘴的环形蒸发燃烧室、 单级高低压涡轮、加力燃烧室和收敛-扩散式 可调喷口组成。整台发动机有5个支点,共用 两个滑油腔室,两个承力框架。
航空发动机结构
第二讲 几种典型的航空发动机
2.1几种典型的涡喷发动机
涡喷5发动机是典型的第一代涡轮喷气发动 机,主要结构特点是采用离心式压气机和分 管式燃烧室,是歼五,轰五型飞机的动力装 置。具体结构如下:
涡喷6发动机是歼六,强五飞机的动力装 置,涡喷六发动机是第二代涡轮喷气发动机。 主要结构特点是采用单转子轴流式压气机和 环管型燃烧室。
由于高压与中压转子长度相对较短,因此 均采用2支点支承方案,其中高压转子最短, 故采用1-0-1支承方案;在中压转子中,为缩 短2支点间距离,将3号支点置于中压压气机 之后,形成0-1-1支承方案。
Su-27的心脏А Л -31Ф 发动机
А Л -31Ф ,是由俄罗斯的“留里卡-土 星”航空航天发动机制造公司在1985年研制 的第四代单元体设计、推重比为8的涡轮风扇 发动机。该发动机有很高的可靠性及技术维 护性能。А Л -31Ф 发动机即使在今天,也是 世界上最好的航空发动机之一 。
航空发动机结构-第二章几种典型的发动机
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航空发动机结构-第二章几种典型的发动机在航空领域中,发动机是飞机的“心脏”,是飞机能够获得推进力和提供动力的关键组成部分。
发动机的结构和种类多种多样,下面将介绍几种典型的航空发动机。
1.活塞发动机活塞发动机是最早应用于飞机的内燃机,也是最常见的发动机类型之一、活塞发动机可分为直列式、对夹式和星型式等多种形式。
其原理是通过往复运动的活塞来吸入和压缩燃油和空气混合物,然后在燃烧室中点燃并释放能量,推动飞机前进。
活塞发动机结构简单,维护方便,但功率相对较低,适用于小型飞机。
2.涡轮发动机涡轮发动机是目前应用最广泛的一种航空发动机。
涡轮发动机分为涡轮螺旋桨发动机和喷气发动机两大类。
涡轮螺旋桨发动机是通过将燃油燃烧释放的热能转化为机械能,驱动传动系统旋转,带动螺旋桨旋翼,产生推力。
喷气发动机则是通过将压缩空气与燃料混合后点燃并喷出高速气流,产生后向推力。
涡轮发动机功率大,燃油效率高,适用于各种类型的飞机。
3.涡扇发动机涡扇发动机是喷气发动机的一种特殊形式,由于其具有较高的推力、较低的噪音和较好的燃油经济性,目前已成为商业航空领域中最主要的发动机类型。
涡扇发动机通过将前后两个涡轮连接在同一轴上,形成高压涡轮和低压涡轮,从而实现高效的推力产生。
涡扇发动机具有高推力、高燃油效率和低噪音等优点,适用于中长途商业飞机。
4.激光发动机激光发动机是一种高科技发动机,利用激光束对高温等离子体进行加热,产生推进力的原理。
激光发动机具有结构简单、燃料消耗少和推力大等优势,但目前仍处于实验阶段,尚未实现商业应用。
以上是几种典型的航空发动机,每种发动机都有其独特的优点和适用范围。
随着科技的进步和航空领域的发展,未来可能还会出现更多新型的发动机。
航空发动机发动机整理
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第一章涡轮发动机的一般介绍一、发动机的基本组成发动机由主要机件和工作系统两大部分组成。
发动机的主要几件有压气机(压缩器)、燃烧室、涡轮、加力燃烧室和附件传动装置等。
1 超音速进气道用以引导空气顺利地进入压气机。
为了减少超音速飞行时的激波损失,在进气道进口的中央装有调解锥;为了防止超音速飞行时进气道发生喘振和低速飞行对发动机的进气量过小,在进气道两侧装有防喘振放气门和辅助进气门。
2 压气机为双转子轴流式,用来压缩空气,提高空气的压力。
它共有六级,前三级为低压压气机,后三级为高压压气机,分别由两个涡轮带动。
3 燃烧室为环管型,它是燃油与空气混合燃烧的地方。
4 涡轮为双轴二级轴流反力式。
高压涡轮转子与高压压气机转子组成发动机的高压转子;低压涡轮转子与低压压气机转子组成发动机的低压转子。
5 加力燃烧室的功用是利用燃油(与主燃烧室剩余氧气)进行混合燃烧,再次提高燃气温度,以增大喷气速度。
二、发动机的工作系统发动机的工作系统有滑油系统、主燃油系统、加力燃油系统、起动系统、发动机工作状态的操纵系统和漏油系统等。
1 滑油系统的功用是将滑油主送到发动机各种转动机件的轴承和附件传动齿轮处,进行润滑,以减小机件磨损,并带走由于摩擦而产生的热量。
2 主燃油系统是用来向燃烧室供给燃油,并自动调节燃油流量,以适应发动机各种工作状态的需要。
3 加力燃油系统的功用是在发动机进入加力状态时,向加力燃烧室供给燃油,以满足发动机加力状态的需要。
4 起动系统是用来进行发动机地面起动和空中起动。
5 状态操纵系统是用来操纵发动机各种工作状态的转换,使发动机产生不同的推力。
6 漏油系统是用来将发动机各附件密封装置漏出的油和发动机内部的残油推出机外三、发动机一般的工作情形(非加力)发动机工作时,空气由进气道流入压气机,使空气收到压缩,空气压力增大,随即流入燃烧室。
在燃烧室内,空气与工作喷嘴喷出的燃油混合,进行连续不断的燃烧,获得大量的热能,温度大大提高。
航空发动机基础知识:几种航空发动机简介
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航空发动机基础知识:几种航空发动机简介飞行器发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力,是飞行器的心脏。
自从飞机问世以来的几十年中,发动机得到了迅速的发展,从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机,到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机,时至今日,飞行器发动机已经形成了一个种类繁多,用途各不相同的大家族。
飞行器发动机常见的分类原则有两种:按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。
按发动机是否须空气参加工作,飞行器发动机可分为两类,大约如下所示:吸空气发动机简称吸气式发动机,它必须吸进空气作为燃料的氧化剂(助燃剂),所以不能到稠密大气层之外的空间工作,只能作为航空器的发动机。
一般所说的航空发动机即指这类发动机。
如根据吸气式发动机工作原理的不同,吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。
火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机,航天器由于需要飞到大气层外,所以必须安装这种发动机。
它也可用作航空器的助推动力。
按形成喷气流动能的能源不同,火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。
按产生推进动力的原理不同,飞行器的发动机又可分为直接反作用力发动机、间接反作用力发动机两类。
直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流,产生向前的反作用力来推进飞行器。
直接反作用力发动机又叫喷气式发动机,这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机,脉动喷气式发动机,火箭喷气式发动机等。
间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功,使空气加速向后(向下)流动时,空气对螺旋桨(旋翼)产生反作用力来推进飞行器。
这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。
而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力,也有间接反作用力,但常将其划归直接反作用力发动机一类,所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。
一、活塞式发动机航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸)内燃烧,膨胀作功的机械。
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CFM56 发动机支承简图
两个转子支承于五个支点上,通过两个承 力框架将轴承负荷外传,是承力构件最少的 发动机。低压转子为0-2-1支承方案,高压转 子为1-0-1支承方案。高压转子后支点为中介 支点,支承在低压涡轮的后轴上,此种支承 方案的主要优点是结构简单,低压轴刚性好, 发动机性能保持好,重量轻,为许多军民用 发动机所采用 。
А Л -31Ф 发动机支承简图
АЛ-31Ф发动机转子支承方案,全机共有 六个支点,高压转子为1-0-1支承方案,低压 转子为1-2-1四支点支承方案,低压涡轮转子 与风扇转子间采用了传递扭矩、轴向力的柔 性联轴器,以解决低压转子工作不正常对高 压转子的影响。
2.3 典型的涡轮螺旋桨发动机
涡桨6发动机是单转子涡轮螺旋桨飞机,是 运8飞机的动力装置。由单转子轴流式压气机, 环形燃烧室等组成。结构图如下:
航空发动机结构
第二讲 几种典型的航空发动机Leabharlann 2.1几种典型的涡喷发动机
涡喷5发动机是典型的第一代涡轮喷气发动 机,主要结构特点是采用离心式压气机和分 管式燃烧室,是歼五,轰五型飞机的动力装 置。具体结构如下:
涡喷6发动机是歼六,强五飞机的动力装 置,涡喷六发动机是第二代涡轮喷气发动机。 主要结构特点是采用单转子轴流式压气机和 环管型燃烧室。
涡喷8发动机是轰六飞机的动力装置,涡喷8
发动机的主要结构形式与涡喷6大体相同,结 构如下图:
2.2 几种典型的涡扇发动机
CFM56-3典型发动机结构
CFM56-3型发动机于1984年取得适航证, 并于1984年11月于波音737-300型飞机上投 入航线营动。目前此系列发动机已发展了4型 号用于波音737-300、-400、-500系飞机上。
RB199发动机(装备狂风式战斗机)是军用 发动机中唯一采用三转子结构的发动机,由3 级风扇、3级中压压气机、6级高压压气机、 环形蒸发燃烧室、单级高、中压涡轮、2级低 压涡轮、加力燃烧室及可调收扩喷管等组成。 另外还装有反推力装置,以减小着陆时的滑 行距离。
RB199发动机结构图
RB199 三转子发动机支承方案简图
F119-PW-100 发动机
F119发动机支承方案简图
高压转子采用1-0-1支承方式,即转子的后 支点设在高压涡轮后,且采用了中介轴承, 即该轴承的外环固定在高压转子上,内环固 定在低压转子上。这种布局不仅减少一个承 力框架,而且高压涡轮轴轴径可做得很大, 增加了转子刚性。
三转子发动机——RB199
典型军用涡扇发动机结构
EJ200涡扇发动机用于欧洲联合研制的90 年代战斗机EFA2000,为双转子加力式低涵 道比涡扇发动机,由三级风扇,五级高压压 气机、具有空气雾化喷嘴的环形蒸发燃烧室、 单级高低压涡轮、加力燃烧室和收敛-扩散式 可调喷口组成。整台发动机有5个支点,共用 两个滑油腔室,两个承力框架。
EJ200 发动机结构图
EJ200转子支承方案简图
第四代军用发动机—F119-PW-100
F119-PW-100发动机由3级风扇,6级高压压 气机,带气动喷嘴,浮壁式火焰筒的环形燃 烧室,单级高压涡轮与高压转向相反的单级 低压涡轮(对转涡轮),加力燃烧室与二维 喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心 机、低压涡轮、加力燃烧室、尾喷管和附件 传动机匣等6个单元体,另外还有附件等。
由于高压与中压转子长度相对较短,因此 均采用2支点支承方案,其中高压转子最短, 故采用1-0-1支承方案;在中压转子中,为缩 短2支点间距离,将3号支点置于中压压气机 之后,形成0-1-1支承方案。
Su-27的心脏А Л -31Ф 发动机
А Л -31Ф ,是由俄罗斯的“留里卡-土 星”航空航天发动机制造公司在1985年研制 的第四代单元体设计、推重比为8的涡轮风扇 发动机。该发动机有很高的可靠性及技术维 护性能。А Л -31Ф 发动机即使在今天,也是 世界上最好的航空发动机之一 。
CFM56-3高涵道比发动机属结构紧凑的双 转子轴流式发动机,CFM56-3发动机由单级 风扇加三级增压机(或称低压压气机)、9级 高压压气机、短环形燃烧室、单级高压涡轮 与四级低压涡轮组成。 CFM56-3型发动机的 风扇部分由38片Ti/TAV钛合金做的实心,带 中间凸肩的叶片组成。 CFM56-3型发动机的 结构如下图: