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1、2018/11/7,航空发动机原理,1,第1.1节 燃气涡轮发动机的分类,定义 将燃油燃烧释放的热能转变为机械能的装置 既是热机，又是推进器 发动机分类 根据氧化剂的来源划分 根据有无压气机来划分 划分简单示意图,2018/11/7,航空发动机原理,2,2018/11/7,航空发动机原理,3,燃气涡轮发动机,涡轮喷气发动机 （turbojet engine） 五大部件（component）的简单工作原理 进气道（inlet duct） 压气机（compressor） 燃烧室（burner） 涡轮（burbine） 尾喷管（nozzle） 热机将热能转换为动能 推进器气流喷出获取反作用力,201
2、8/11/7,航空发动机原理,4,进气道功能,将足够的空气量, 以最小的流动损失顺利地引入压气机; 当飞行速度大于压气机进口处的气流速度时, 可以通过冲压压缩空气, 提高空气的压力。,进气道,2018/11/7,航空发动机原理,5,压气机,是发动机中最为重要的部件 由转子和静子组成 转子： 在发动机轴的带动下高速旋转 带动叶片对空气作功 压缩空气, 提高空气的压力,2018/11/7,航空发动机原理,6,压气机（静子）,静子作用： 主要由机匣和导流叶片组成 使气流进一步减速，增加气体的压力,2018/11/7,航空发动机原理,7,燃烧室,高压空气和燃油混合, 燃烧, 将化学能转变为热能 形成高
3、温高压的燃气,2018/11/7,航空发动机原理,8,2018/11/7,航空发动机原理,9,涡轮,高温燃气作用下旋转做功的部件 由静子和转子组成 能量交换方式与压气机正好相反,2018/11/7,航空发动机原理,10,2018/11/7,航空发动机原理,11,2018/11/7,航空发动机原理,12,尾喷管,使燃气加速，将一部分焓转换为动能，提高燃气速度，产生很大的推力 改变燃气喷气方向，反推 降低噪声 改变临界面积来改变发动机的工作状态,2018/11/7,航空发动机原理,13,2018/11/7,航空发动机原理,14,2018/11/7,航空发动机原理,15,涡轮喷气发动机,相比活塞发动
4、机（piston engine） 结构简单、 重量轻、 推力大、 推进效率高 一定飞行速度范围内, V，F 加力燃烧室（afterburner） 只有军用飞机使用 位于涡轮和尾喷管之间 进一步喷油、增大发动机推力、提高机动性 燃油消耗率急剧增大，发动机效率降低,2018/11/7,航空发动机原理,16,涡扇（turbofan）发动机,涡扇发动机的产生 分为不加力式涡轮风扇发动机和加力式涡轮风扇发动机 涵道比B的概念 简单工作原理,2018/11/7,航空发动机原理,17,2018/11/7,航空发动机原理,18,2018/11/7,航空发动机原理,19,涡轮螺旋桨发动机,turboprop e
5、ngine示意图1、示意图2 组成 航空燃气轮机、螺旋桨、减速器 简单工作原理 进气道、压气机、燃烧室工作与涡轮喷气发动机工作相同 涡轮带动压气机和螺旋桨,2018/11/7,航空发动机原理,20,涡轮螺旋桨发动机,特点： 涡轮输出的功率大于压气机所消耗的功率, 大出的部分传给螺旋桨 涡桨发动机的总推力由两部分组成 螺旋桨产生的拉力，占8590 反作用推力，占1015 在一定亚音速范围内，具有较好的经济性，发动机工作效率比turbojet高的多,2018/11/7,航空发动机原理,21,涡轴发动机,piston engine 广泛的应用于直升机和垂直短距起落飞机 在工作和构造上，涡轮轴发动机同
6、涡轮螺桨发动机相近，螺旋桨变成了旋翼 装有自由涡轮(即不带动压气机，专为输出功率用的涡轮)，用来驱动旋翼 驱动力几乎全部来自于依靠旋翼，喷出燃气产生反作用力可忽略（十分之一左右） 轴向转动通过齿轮装置转换为垂直于轴向的转动,2018/11/7,航空发动机原理,22,-93高涵道桨扇发动机 目前世界上最大的桨扇，三转子结构、两级对转式涵道桨扇 较开式桨扇和单级桨扇的推进效率要高出7% 1800kgf推力中的87%是由桨扇发出的,2018/11/7,航空发动机原理,23,航空发动机的应用,2018/11/7,航空发动机原理,24,1.2 喷气发动机的工作原理,组成 发动机站位 五大部件 各部件功能
7、,2018/11/7,航空发动机原理,25,2018/11/7,航空发动机原理,26,2.1.3 几个重要的参数,涡轮前燃气总温 燃气涡轮发动机中最重要，最关健的一个参数，也是受限制的一个参数。 涡轮前燃气总温的高低表示了发动机性能的高低，在使用过程中它不应超过允许的最高值，否则应对发动机进行检查和维修。,2018/11/7,航空发动机原理,27,发动机排气温度 用符号EGT表示-低压涡轮后燃气的总温 它是发动机中一个重要的监控参数 EGT的变化反映发动机性能的变化 发动机在同样的工作状态下EGT增高，则表明发动机的性能下降 EGT的变化反映发动机的故障,2018/11/7,航空发动机原理,28,发动机的压力比EPR 定义 低压涡轮后的总压与低压压气机进口处的总压之比 它是表征发动机推力的参数之一，用以调定发动机的工作状态 另一个表征发动机推力的参数是低压转子的转速N1,2018/11/7,航空发动机原理,29,桨扇发动机D-27,2018/11/7,航空发动机原理,30,实习基地使用涡桨发动机的飞机,2018/11/7,航空发动机原理,31,本节课重点,掌握涡喷、涡扇、涡桨、涡轴、桨扇发动机之间的区别以及它们的工作原理 掌握涡喷发动机的五大部件组成及其工组原理 掌握涡喷发动机的五个占位及几个重要参数的定义 其它内容了解,
