进气道
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13
? 流量系数φi
? 几何一定的进气道, 其进口流动模型取决于发动机 的工作状态和飞行马赫数
? 根据流量连续方程有
K
p0? T0?
A0 q?Ma??
K
? ? p1?
T1?
A1q
Ma1
从0截面到01截面的流动是定熵绝能过程，有
p
* 0
?
p
* 01
T0* ? T0*1
? 定义：
? 进气道远前方截面的面积 A0与进气道唇口处的面积 A01 （又叫捕捉面积）的比值为流量系数 , 用符号 φi表示
? 表达式
?i
?
A0 A01
?
q(Ma01 ) q (Ma )
? φi代表进气道流通能力的大小。即流过进气道的实际流量 与捕捉流量（最大可能空气流量）的比值。
14
? 流量系数φi 的变化规律
? 当在地面工作时: V＝０ Ma＝ ０, A0＝∞, φi＝∞
表明气流从前面各方进入进气道
? 当Ma01＞Ma0时, 唇口处气流 马赫数大于飞行马赫数，气流 在管外应加速, 亚音速气流要 加速, 流道形状必须收敛, 所 以A0＞A01, φi＞１
11
? 飞行速度V:
? 当大气温度和流动损失一 定时, 飞行速度越大 , 则冲 压比越高。
? 在没有流动损失的情况下 , 进气道的冲压比随飞行速 度的变化规律
? 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。
冲压比随飞行速度的变化
12
? 大气温度T0
? 当飞行速度和流动损失一定时, 大气温度越高, 冲压 比越低。
? 为了减小流动损失 , 在维修过程中特别注意 不要损 坏进气道的形面 , 保持壁面的光滑
? 总压恢复系数
?i?
p1* p0*
? 定义：进气道总压恢复系数是是进气道出口处气流的总
压与来流总压之比
? 总压恢复系数小于１（进气道总压降低）
? 总压恢复系数大，说明流动损失小；总压恢复系数小， 说明流动损失小。
? 进气道前（0-0与01-01间）是一段扩张 形的管道
? 前整流锥后的管道稍有收敛
? 进气道内参数变化规律
? 扩张段
? 速度V下降，压力P和温度T升高，也 就是空气受到压缩。由于空气本身速 度降低而受到的压缩叫做冲压压缩。
? 收敛断
? 气流速度稍有上升, 压力和温度稍有 下降, 这样可以使气流比较均匀地流 入压气机保证压气机的正常工作。
p? 1,m in —进气道出口气流总压的最小值
p? 1
—进气道出口气流总压的平均值
9
? 冲压比πi
? 进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值
? 表达式
?
* i
?
p1* p0
? 冲压比越大, 表示空气在压气机前的冲压压缩程度越大
? 根据气体动力学总、静压以及马赫数与因速之间关系
?
?
?
? i
?
?
i ??1 ? ?
? 进气道内进行的能量交换
? 动能转变为压力位能和热能
气流参数沿流程的变化
5
?性能参数
? 空气流量
? 计算公式 ? 影响因素
qm ,a ? ?VA ? K
p0* T0*
A0q(Ma )
? 大气密度 ρ, 飞行速度 V 和压气机的转速 n
? 大气密度ρ越高, 进入发动机的空气流量越多
? 大气密度受大气温度和飞行高度H的影响
2
? 进气道的功用
? 在各种状态下 , 将足够量的空气 , 以最小的流动损失 , 顺利地 引入压气机 ,并在压气机进口形成均匀的流场以避免压气机 叶片的振动和压气机失速 ;
? 当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时 , 通过冲压 压缩空气 , 提高空气的压力。
? 涡轮喷气发动机的进气道分类
? 亚音速进气道
第二章 进气道
? 定义
? 狭义：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
? 本课程中所指的一般为进气系统
1
进气道
发动机在试车台上试车
? 主要用于民用航空发动机 ? 大多采用扩张形的亚音速进气道
? 超音速进气道
? 可分为内压式、外压式和混合式三种
3
亚音速进气道
? 组成
? 壳体和前整流锥
? 站位分析
? 0－0截面
? 进气道前气流未受扰动处 的截面
? 01－01截面
? 进气道的进口
? 1－1截面
? 进气道的出口
来自百度文库
亚音速进气道
4
? 通道形状
? 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:
? 在对流层内, 随着飞行高度H的增高, 大气温度下降, 所以冲 压比上升；
? 在同温层内, 由于大气温度不再随高度而变化 , 这时进气道的 冲压比也就不随高度而变化 ,保持常数。
? 飞行中亚音速进气道的总压恢复系数通常为0.94－0.98。
8
? 出口流场的崎变指数
? 进气道出口流场不均匀对发动机的稳定工作有很大 影响, 会使压气机喘振和燃烧室熄火，因此要求进 气道出口气流流场应均匀。
? 描写流场均匀度的参数是畸变指数。
D?
p* 1 ,max
?
p* 1,min
p1*
p? 1,m ax —进气道出口气流总压的最大值
? 大气温度越高空气密度越低。
? 飞行高度越高空气密度也越低
? 飞行速度V越大, 则进入发动机的空气流量也越多
? 压气机转速n越高, 进入发动机的空气流量越多
? 压气机的转速n将影响压气机进口处气流参数及进气道前方气流 的流动状况，也会影响进入发动机的空气流量
6
? 流动损失
? 唇口损失
? 由于气流在唇口突然改变流动方向和撞击壳体而引起的 ? 有时气流还会离体 ? 通常采用圆头较厚的唇口，使气流不易离体。
?
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1
Ma
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1
?
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1
V2
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? 影响参数
? 流动损失、飞行速度和大气温度
10
? 影响参数分析
? 流动损失
? 当大气温度和飞行速度一定时, 流动损失大, 总压恢复系数小, 则冲压比减小;
? 另外由于流动损失大, 使压气机进口的空气压力低 , 还会引起 进入发动机的空气流量减小
? 内部流动损失
? 粘性摩擦损失
? 由于进气道内壁面与气流之间的摩擦力所引起的 ? 内壁面应做得尽可能的光滑 , 以减小摩擦损失
? 气流分离损失
? 由气流附面层离体而产生的 , 当通道内扩张度过大时就容易产生 ? 因而它取决于通道内气流的压力梯度和通道的扩张角
7
? 气流流过进气道外壁面时 , 也存在粘性摩擦损失和 分离损失
? 流量系数φi
? 几何一定的进气道, 其进口流动模型取决于发动机 的工作状态和飞行马赫数
? 根据流量连续方程有
K
p0? T0?
A0 q?Ma??
K
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Ma1
从0截面到01截面的流动是定熵绝能过程，有
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? 定义：
? 进气道远前方截面的面积 A0与进气道唇口处的面积 A01 （又叫捕捉面积）的比值为流量系数 , 用符号 φi表示
? 表达式
?i
?
A0 A01
?
q(Ma01 ) q (Ma )
? φi代表进气道流通能力的大小。即流过进气道的实际流量 与捕捉流量（最大可能空气流量）的比值。
14
? 流量系数φi 的变化规律
? 当在地面工作时: V＝０ Ma＝ ０, A0＝∞, φi＝∞
表明气流从前面各方进入进气道
? 当Ma01＞Ma0时, 唇口处气流 马赫数大于飞行马赫数，气流 在管外应加速, 亚音速气流要 加速, 流道形状必须收敛, 所 以A0＞A01, φi＞１
11
? 飞行速度V:
? 当大气温度和流动损失一 定时, 飞行速度越大 , 则冲 压比越高。
? 在没有流动损失的情况下 , 进气道的冲压比随飞行速 度的变化规律
? 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。
冲压比随飞行速度的变化
12
? 大气温度T0
? 当飞行速度和流动损失一定时, 大气温度越高, 冲压 比越低。
? 为了减小流动损失 , 在维修过程中特别注意 不要损 坏进气道的形面 , 保持壁面的光滑
? 总压恢复系数
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? 定义：进气道总压恢复系数是是进气道出口处气流的总
压与来流总压之比
? 总压恢复系数小于１（进气道总压降低）
? 总压恢复系数大，说明流动损失小；总压恢复系数小， 说明流动损失小。
? 进气道前（0-0与01-01间）是一段扩张 形的管道
? 前整流锥后的管道稍有收敛
? 进气道内参数变化规律
? 扩张段
? 速度V下降，压力P和温度T升高，也 就是空气受到压缩。由于空气本身速 度降低而受到的压缩叫做冲压压缩。
? 收敛断
? 气流速度稍有上升, 压力和温度稍有 下降, 这样可以使气流比较均匀地流 入压气机保证压气机的正常工作。
p? 1,m in —进气道出口气流总压的最小值
p? 1
—进气道出口气流总压的平均值
9
? 冲压比πi
? 进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值
? 表达式
?
* i
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p1* p0
? 冲压比越大, 表示空气在压气机前的冲压压缩程度越大
? 根据气体动力学总、静压以及马赫数与因速之间关系
?
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? 进气道内进行的能量交换
? 动能转变为压力位能和热能
气流参数沿流程的变化
5
?性能参数
? 空气流量
? 计算公式 ? 影响因素
qm ,a ? ?VA ? K
p0* T0*
A0q(Ma )
? 大气密度 ρ, 飞行速度 V 和压气机的转速 n
? 大气密度ρ越高, 进入发动机的空气流量越多
? 大气密度受大气温度和飞行高度H的影响
2
? 进气道的功用
? 在各种状态下 , 将足够量的空气 , 以最小的流动损失 , 顺利地 引入压气机 ,并在压气机进口形成均匀的流场以避免压气机 叶片的振动和压气机失速 ;
? 当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时 , 通过冲压 压缩空气 , 提高空气的压力。
? 涡轮喷气发动机的进气道分类
? 亚音速进气道
第二章 进气道
? 定义
? 狭义：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
? 本课程中所指的一般为进气系统
1
进气道
发动机在试车台上试车
? 主要用于民用航空发动机 ? 大多采用扩张形的亚音速进气道
? 超音速进气道
? 可分为内压式、外压式和混合式三种
3
亚音速进气道
? 组成
? 壳体和前整流锥
? 站位分析
? 0－0截面
? 进气道前气流未受扰动处 的截面
? 01－01截面
? 进气道的进口
? 1－1截面
? 进气道的出口
来自百度文库
亚音速进气道
4
? 通道形状
? 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:
? 在对流层内, 随着飞行高度H的增高, 大气温度下降, 所以冲 压比上升；
? 在同温层内, 由于大气温度不再随高度而变化 , 这时进气道的 冲压比也就不随高度而变化 ,保持常数。
? 飞行中亚音速进气道的总压恢复系数通常为0.94－0.98。
8
? 出口流场的崎变指数
? 进气道出口流场不均匀对发动机的稳定工作有很大 影响, 会使压气机喘振和燃烧室熄火，因此要求进 气道出口气流流场应均匀。
? 描写流场均匀度的参数是畸变指数。
D?
p* 1 ,max
?
p* 1,min
p1*
p? 1,m ax —进气道出口气流总压的最大值
? 大气温度越高空气密度越低。
? 飞行高度越高空气密度也越低
? 飞行速度V越大, 则进入发动机的空气流量也越多
? 压气机转速n越高, 进入发动机的空气流量越多
? 压气机的转速n将影响压气机进口处气流参数及进气道前方气流 的流动状况，也会影响进入发动机的空气流量
6
? 流动损失
? 唇口损失
? 由于气流在唇口突然改变流动方向和撞击壳体而引起的 ? 有时气流还会离体 ? 通常采用圆头较厚的唇口，使气流不易离体。
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1
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1
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? 影响参数
? 流动损失、飞行速度和大气温度
10
? 影响参数分析
? 流动损失
? 当大气温度和飞行速度一定时, 流动损失大, 总压恢复系数小, 则冲压比减小;
? 另外由于流动损失大, 使压气机进口的空气压力低 , 还会引起 进入发动机的空气流量减小
? 内部流动损失
? 粘性摩擦损失
? 由于进气道内壁面与气流之间的摩擦力所引起的 ? 内壁面应做得尽可能的光滑 , 以减小摩擦损失
? 气流分离损失
? 由气流附面层离体而产生的 , 当通道内扩张度过大时就容易产生 ? 因而它取决于通道内气流的压力梯度和通道的扩张角
7
? 气流流过进气道外壁面时 , 也存在粘性摩擦损失和 分离损失