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1、,民 航 发 动 机,第一部分,黄国平 李传鹏,JET ENGINE,2,2018/12/13,基本原理,燃气涡轮发动机作为飞机的动力装置发展神速 1913 法国雷恩*洛兰（Rene lorin）喷气推进发动机的专利 现代化冲压式喷气发动机 进气道 燃烧室 供油 推进喷管,JET ENGINE,3,2018/12/13,基本原理,1930 英国弗兰克*惠特尼（Frank Whittle）燃气轮机产生推进喷气的专利 11年后完成发动机首飞 进气道 压气机 燃烧室 涡轮 喷管 燃油喷嘴,JET ENGINE,4,2018/12/13,基本原理,在惠特尼发动机基础上，发展出 罗尔斯*罗伊斯公司的“维
2、兰德”、 “维温特”、“尼恩”、“达特”,Welland,Nene,Derwent,JET ENGINE,5,2018/12/13,基本原理,喷气发动机虽然与活塞发动机-螺旋桨组合貌似大相径庭，但是却采用相同的基本原理来实现推进，即将大量空气向后推而推进飞机,冲压喷气、脉冲喷气、火箭等,JET ENGINE,6,2018/12/13,基本原理,Garden Sprinkler,Heros Engine,喷气推进是牛顿运动第三定律的应用 即作用力与反作用力 喷气发动机：极高速的燃气喷气流 螺旋桨：较低速的大量空气滑流,喷气反作用的著名例子 赫罗发动机（120 B.C，玩具） 旋转式花园喷灌器,J
3、ET ENGINE,7,2018/12/13,基本原理,喷气反作用绝对是一种内部现象 推力是与发动机排出的 气流质量及气流的速度 变化成比例的 大量空气小速度 少量空气大速度,“喷气反作用推力是由于喷气流作用在大气上的压力所造成的”,JET ENGINE,8,2018/12/13,基本原理,不同类型的喷气发动机，如冲压喷气、脉冲喷气、燃气轮机等，其差别仅在于“推力提供者”，即发动机供应能量并将能量转换成飞行动力的方式,冲压发动机： 气动热力涵道 没有任何主要旋转部件 扩张形进气涵道 收敛形（收扩形）出口 导弹和靶机的动力装置,ram jet engine aero-thermodynamic-
4、duct,JET ENGINE,9,2018/12/13,基本原理,脉冲发动机： Pulse Jet 采用间隙燃烧原理 能在静止状态工作 进气涵道有许多进气“活门” 直升机旋翼的推进装置 精心设计涵道来控制共振循环的压力变化而省去进气活门,弹簧力作用下活门打开，吸入空气进入燃烧室喷油燃烧加热；气流膨胀使压力升高，活门关闭，膨胀的燃气向后排出，排气造成降压，活门开启。过程周而复始,JET ENGINE,10,2018/12/13,基本原理,火箭发动机 Rocket Engine 不用大气作为推进流体 携带燃料和氧化剂 燃烧产生自己的推进流体 能在地球大气层外工作 只适合工作时间很短的情况,JET
5、 ENGINE,11,2018/12/13,基本原理,燃气轮机发动机： 从大气中吸进空气，经压缩和加热这一所有热力发动机中的过程之后，得到能量与动量的空气以高达600m/s的速度从推进喷管中排出 机械布局很简单，包括进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管五大主要部件,JET ENGINE,12,2018/12/13,基本概念,双面进气单级离心式 涡轮喷气发动机,双面进气单级离心式 涡轮喷气发动机,单面进气双级离心式 涡轮-螺桨发动机,双轴轴流式涡轮-螺桨发动机,JET ENGINE,13,2018/12/13,基本概念,单轴轴流式涡轮喷气发动机,双轴涡轮轴发动机（自由动力涡轮）,JET ENGI
6、NE,14,2018/12/13,基本概念,双轴内外涵涡轮喷气发动机（低涵道比）,三轴前风扇涡轮喷气发动机（高涵道比）,JET ENGINE,15,2018/12/13,基本概念,（螺）桨-（风）扇方案,对转风扇方案 （高涵道比）,JET ENGINE,16,2018/12/13,基本原理,飞机速度高于450英里/小时后，涡扇发动机的效率高于螺旋桨型发动机的效率，因而适合用于高亚音速和普通超音速飞行 由于螺旋桨的高叶尖速度造成的气流干扰，在350英里/小时以上时螺旋桨效率迅速降低，使得低速飞行的飞机采用涡桨发动机最为适宜,JET ENGINE,17,2018/12/13,基本原理,涡桨发动机的优越性在一定程度上被涵道风扇、桨扇发动机的引入而抵消 这些发动机比纯喷气发动机流量大而喷气速度低，其推进效率与涡桨相当，超出了纯喷气发动机的推进效率,JET ENGINE,18,2018/12/13,基本原理,涡轮-火箭发动机,涡轮/冲压发动机,
