飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)分類和工作原理PPT通用課件

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)原理、構(gòu)造與系統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)原理、構(gòu)造與系統(tǒng)the Theory, Structure and System of Aero-engine黃燕曉黃燕曉第2講 發(fā)動(dòng)機(jī)分類和工作原理Objective:1.1.了解航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的作用及其要求了解航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的作用及其要求2.2.掌握掌握航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的基本類型航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的基本類型（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）3.3.掌握掌握航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）本講內(nèi)容本講內(nèi)容1.1 1.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求l1.1.1 定義 發(fā)動(dòng)機(jī)是將燃料燃燒釋放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)是將

2、燃料燃燒釋放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。機(jī)械能的裝置。動(dòng)力裝置除了包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體動(dòng)力裝置除了包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體及必需的工作系統(tǒng)（如及必需的工作系統(tǒng)（如燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、 起動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)起動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)）外，還包括有）外，還包括有防冰系統(tǒng)、反推防冰系統(tǒng)、反推系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和外殼體系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和外殼體等。等。 l1.1.2 作用 航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代飛機(jī)與直升機(jī)現(xiàn)代飛機(jī)與直升機(jī)的主要?jiǎng)恿Γㄉ贁?shù)輕型、小型飛機(jī)和直升機(jī)采的主要?jiǎng)恿Γㄉ贁?shù)輕型、小型飛機(jī)和直升機(jī)采用航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)），為用航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)），為飛機(jī)飛機(jī)提供推進(jìn)力，提供推進(jìn)力，為為直升機(jī)直升機(jī)提供轉(zhuǎn)動(dòng)旋

3、翼的功率。提供轉(zhuǎn)動(dòng)旋翼的功率。推進(jìn)力升力l飛行器的動(dòng)力裝置，一般應(yīng)當(dāng)有飛行器的動(dòng)力裝置，一般應(yīng)當(dāng)有發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)（燃料（燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮茉俎D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的熱力機(jī)的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮茉俎D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的熱力機(jī)械）與械）與推進(jìn)器推進(jìn)器組成，在直接產(chǎn)生推力的渦輪發(fā)組成，在直接產(chǎn)生推力的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，二者是合二為一的，提供轉(zhuǎn)動(dòng)旋翼功動(dòng)機(jī)中，二者是合二為一的，提供轉(zhuǎn)動(dòng)旋翼功率的發(fā)動(dòng)機(jī)則分開(kāi)，推進(jìn)器一般為螺旋槳或旋率的發(fā)動(dòng)機(jī)則分開(kāi)，推進(jìn)器一般為螺旋槳或旋翼。翼。1.1 1.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求1.1 1.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求 飛機(jī)或直升機(jī)在飛行中，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)損飛

4、機(jī)或直升機(jī)在飛行中，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)損壞而停車，飛機(jī)會(huì)由于失去推進(jìn)力而喪失速壞而停車，飛機(jī)會(huì)由于失去推進(jìn)力而喪失速度與高度，如果處理不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)極為嚴(yán)重度與高度，如果處理不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)極為嚴(yán)重的事故。因此發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作與否，直接的事故。因此發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作與否，直接影響到飛行的安全，故稱發(fā)動(dòng)機(jī)為飛機(jī)的心影響到飛行的安全，故稱發(fā)動(dòng)機(jī)為飛機(jī)的心臟。而且發(fā)動(dòng)機(jī)的性能好壞對(duì)飛行器的性能臟。而且發(fā)動(dòng)機(jī)的性能好壞對(duì)飛行器的性能有較大的影響，對(duì)飛行器的發(fā)展起到關(guān)鍵的有較大的影響，對(duì)飛行器的發(fā)展起到關(guān)鍵的作用。作用。1.1 1.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求1.1.3 1.1.3 要求要求l發(fā)動(dòng)機(jī)推力

5、大、質(zhì)量小發(fā)動(dòng)機(jī)推力大、質(zhì)量小l發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率低發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率低l發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸要小發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸要小l可靠性要好，使用壽命要長(zhǎng)可靠性要好，使用壽命要長(zhǎng)l環(huán)境污染要?。ㄅ艢馕廴竞驮胍粑廴荆┉h(huán)境污染要?。ㄅ艢馕廴竞驮胍粑廴荆﹍不同用途的發(fā)動(dòng)機(jī)，其要求的側(cè)重點(diǎn)也不同：不同用途的發(fā)動(dòng)機(jī)，其要求的側(cè)重點(diǎn)也不同： 戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)要求推力大、重量輕、加速戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)要求推力大、重量輕、加速性好；性好； 對(duì)民航機(jī)，要求有低油耗、經(jīng)濟(jì)性好、高對(duì)民航機(jī)，要求有低油耗、經(jīng)濟(jì)性好、高的可靠性與耐久性、高的使用率和飛行安全等的可靠性與耐久性、高的使用率和飛行安全等l基于此，各種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)被逐步推入市場(chǎng)：基于此，各

6、種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)被逐步推入市場(chǎng)： 20世紀(jì)60年代，高涵道比（58）渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)， JT9DRB211CF6 20世紀(jì)70年代，小推力的大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)， CFM56PW2037RB211-535 20世紀(jì)80年代，大流量比、大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)， PW4000V25001.1 1.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)作用、要求l兩類發(fā)動(dòng)機(jī)兩類發(fā)動(dòng)機(jī) 1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)早期飛機(jī)和直升機(jī)全部采用早期飛機(jī)和直升機(jī)全部采用航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20世紀(jì)世紀(jì)40年代開(kāi)始使用，目前廣泛采用年代開(kāi)始使用，目前廣泛采用航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)航

7、空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)l航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)一般由航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)一般由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、排氣裝置燃燒室、渦輪、排氣裝置和和附件系統(tǒng)附件系統(tǒng)組成。組成。l燃?xì)獍l(fā)生器：由燃?xì)獍l(fā)生器：由壓氣機(jī)、燃燒室壓氣機(jī)、燃燒室以及驅(qū)動(dòng)壓氣以及驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的機(jī)的燃?xì)鉁u輪燃?xì)鉁u輪組成的裝置是用來(lái)提供高溫高壓組成的裝置是用來(lái)提供高溫高壓燃?xì)獾?，它們也是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分，故也稱燃?xì)獾模鼈円彩前l(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分，故也稱之為之為核心機(jī)核心機(jī)。l從燃?xì)鉁u輪出來(lái)的高溫高壓燃?xì)饩哂幸欢ǖ哪軓娜細(xì)鉁u輪出來(lái)的高溫高壓燃?xì)饩哂幸欢ǖ哪芰?，故能產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)力或輸出功率，利量，故能產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)力或

8、輸出功率，利用它的用它的方式不同方式不同，可以產(chǎn)生不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以產(chǎn)生不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)類型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)槳扇發(fā)動(dòng)機(jī) 20世紀(jì)80年代后期 其中，其中，渦噴、渦扇渦噴、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力就是推進(jìn)飛發(fā)動(dòng)機(jī)的推力就是推進(jìn)飛機(jī)前進(jìn)的力，而機(jī)前進(jìn)的力，而渦漿渦漿發(fā)動(dòng)機(jī)中，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸功發(fā)動(dòng)機(jī)中，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸功率，通過(guò)率，通過(guò)螺旋槳螺旋槳（一種推進(jìn)器），將功率轉(zhuǎn)變?yōu)椋ㄒ环N推進(jìn)器），將功率轉(zhuǎn)變?yōu)轱w機(jī)的拉力。飛機(jī)的拉力。 螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉將空氣向槳葉螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉將空氣向槳葉后方后方增速增速排出，此股向后

9、流動(dòng)的空氣在槳葉上產(chǎn)生排出，此股向后流動(dòng)的空氣在槳葉上產(chǎn)生向前向前的的反作用力，即反作用力，即螺旋槳的拉力螺旋槳的拉力。在直升機(jī)中，渦軸。在直升機(jī)中，渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率通過(guò)減速器減速器減速并轉(zhuǎn)向，驅(qū)動(dòng)減速并轉(zhuǎn)向，驅(qū)動(dòng)旋翼旋翼旋轉(zhuǎn)，旋翼槳葉將空氣加速旋轉(zhuǎn)，旋翼槳葉將空氣加速向下向后向下向后排出，排出，產(chǎn)生產(chǎn)生向上向前向上向前的力，然后直升機(jī)便可騰空飛翔。的力，然后直升機(jī)便可騰空飛翔。1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)類型1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型1.2.1 1.2.1 燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)

10、機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型結(jié)合下圖：q功能渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作情形圖1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型 渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量大，渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量大，進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣脹、排氣五個(gè)過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，即做功是連續(xù)的，五個(gè)過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，即做功是連續(xù)的，做功能力比做功能力比活塞式活塞式大得多，是大得多，是2020世紀(jì)世紀(jì)5050、6060年代應(yīng)年代應(yīng)用最為廣泛的航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)時(shí)不僅是高用最為廣泛的航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)時(shí)不僅是高速殲擊機(jī)的唯一動(dòng)力，而且也為許多轟炸機(jī)、民航速殲擊機(jī)的唯一動(dòng)力，而且也為許多轟炸機(jī)、民航機(jī)所采用。機(jī)所采用。工作原理工作

11、原理: :一定量的空氣通過(guò)一定量的空氣通過(guò)進(jìn)氣道進(jìn)氣道以較小的流以較小的流動(dòng)損失順利地引入動(dòng)損失順利地引入壓氣機(jī)壓氣機(jī), ,在壓氣機(jī)中高速旋轉(zhuǎn)在壓氣機(jī)中高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣作功壓縮空氣提高空氣的壓力的葉片對(duì)空氣作功壓縮空氣提高空氣的壓力, ,高高壓空氣在壓空氣在燃燒室燃燒室內(nèi)與燃油混合燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)內(nèi)與燃油混合燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苄纬筛邷馗邏旱娜細(xì)庾優(yōu)闊崮苄纬筛邷馗邏旱娜細(xì)? ,高溫高壓的燃?xì)飧邷馗邏旱娜細(xì)馐紫仍谑紫仍跍u輪渦輪內(nèi)膨脹內(nèi)膨脹, ,推動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)輸出功去推動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)輸出功去帶動(dòng)壓氣機(jī)帶動(dòng)壓氣機(jī), ,然后然后, ,燃?xì)庠谌細(xì)庠趪姽車姽軆?nèi)繼續(xù)膨脹加速內(nèi)繼續(xù)膨脹加速燃?xì)馐谷細(xì)庖暂^

12、高的速度噴出燃?xì)馐谷細(xì)庖暂^高的速度噴出, ,產(chǎn)生產(chǎn)生推力推力. .燃?xì)獍l(fā)生器后的燃?xì)饪捎媚苋坑脕?lái)在噴管內(nèi)燃?xì)獍l(fā)生器后的燃?xì)饪捎媚苋坑脕?lái)在噴管內(nèi)繼續(xù)膨脹繼續(xù)膨脹, , 加速燃?xì)饧铀偃細(xì)? , 提高燃?xì)獾乃俣忍岣呷細(xì)獾乃俣? , 使燃使燃?xì)庖暂^高的速度噴出氣以較高的速度噴出, , 產(chǎn)生推力。產(chǎn)生推力。1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型故故航空燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)既是航空燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)既是熱機(jī)熱機(jī)又是又是推進(jìn)器推進(jìn)器 加力式燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)加力式燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 在渦輪和噴管之間在渦輪和噴管之間具有加力燃燒室具有加力燃燒室, , 用來(lái)用來(lái)提高噴管前提高噴管前的燃?xì)鉁囟鹊娜?/p>

13、氣溫度, , 增大排氣速度增大排氣速度, , 從而加大發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。從而加大發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。 1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型(a) 雙轉(zhuǎn)子渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(b) 雙轉(zhuǎn)子帶加力燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī) 1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型 渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)主要特點(diǎn)：渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)主要特點(diǎn)：l適用于高速飛行適用于高速飛行：沒(méi)有受速度限制的螺旋槳：沒(méi)有受速度限制的螺旋槳作為推進(jìn)器；帶加力燃燒室的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)突作為推進(jìn)器；帶加力燃燒室的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)突破破音障，音障，實(shí)現(xiàn)超音速飛行。實(shí)現(xiàn)超音速飛行。l耗油率較高耗油率較高：由于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的推力是由高：由于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的推力是由高速排出高溫燃?xì)馑@

14、得的，所以在得到推力速排出高溫燃?xì)馑@得的，所以在得到推力的同時(shí)，有不少由燃料燃燒所獲得的能量以的同時(shí)，有不少由燃料燃燒所獲得的能量以燃?xì)獾膭?dòng)能和熱能的形式排出發(fā)動(dòng)機(jī)，能量燃?xì)獾膭?dòng)能和熱能的形式排出發(fā)動(dòng)機(jī)，能量損失較大，耗油率較高，不經(jīng)濟(jì)。損失較大，耗油率較高，不經(jīng)濟(jì)。1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型 1.2.2 1.2.2 渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī) 渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)是在渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)是在渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，吸取的基礎(chǔ)上，吸取航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展而來(lái)的。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展而來(lái)的。2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代研制的民航機(jī)、運(yùn)輸機(jī)采用渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)年代研制的民

15、航機(jī)、運(yùn)輸機(jī)采用渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)較多，目前支線用的旅客機(jī)仍以渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)作較多，目前支線用的旅客機(jī)仍以渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿?。從其燃?xì)獍l(fā)生器出來(lái)的燃?xì)饽芰?，為主要?jiǎng)恿?。從其燃?xì)獍l(fā)生器出來(lái)的燃?xì)饽芰?，絕大部分在動(dòng)力渦輪中膨脹做功，使動(dòng)力渦輪絕大部分在動(dòng)力渦輪中膨脹做功，使動(dòng)力渦輪高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)，后通過(guò)減速器轉(zhuǎn)速降到高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)，后通過(guò)減速器轉(zhuǎn)速降到1000-20001000-2000轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)螺旋槳，燃?xì)庵惺Ｏ碌哪芰吭谖矅姽苤修D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)螺旋槳，燃?xì)庵惺Ｏ碌哪芰吭谖矅姽苤信蛎洠a(chǎn)生推力。膨脹，產(chǎn)生推力。渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)u由燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳組成由燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳組成, ,在它們之間還安排了在它們之間還安排了一個(gè)一個(gè)

16、減速器減速器u減速器的功用是使螺旋槳在較低的轉(zhuǎn)速下工作減速器的功用是使螺旋槳在較低的轉(zhuǎn)速下工作, ,同時(shí)使同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速下工作發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速下工作, ,雙方都有較高的效率雙方都有較高的效率u渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理 l空氣通過(guò)進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室后與燃油混合空氣通過(guò)進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室后與燃油混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)庠跍u輪膨脹，帶動(dòng)壓氣機(jī)燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)庠跍u輪膨脹，帶動(dòng)壓氣機(jī)和螺旋槳，大量的空氣流過(guò)旋轉(zhuǎn)的螺旋槳，使和螺旋槳，大量的空氣流過(guò)旋轉(zhuǎn)的螺旋槳，使螺螺旋槳產(chǎn)生相當(dāng)大的拉力旋槳產(chǎn)生相當(dāng)大的拉力；氣體流過(guò)；氣體流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)產(chǎn)生反作用推力反

17、作用推力1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型 渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)主要特點(diǎn)：渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)主要特點(diǎn)：l適用于低、中速飛行適用于低、中速飛行 由于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)以直徑較大的螺旋槳作為由于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)以直徑較大的螺旋槳作為推進(jìn)器，飛行速度受到限制，在低亞音速飛行推進(jìn)器，飛行速度受到限制，在低亞音速飛行時(shí)競(jìng)技性好，時(shí)競(jìng)技性好，M=0.5M=0.50.70.7。l耗油率低耗油率低 燃?xì)庵械拇蟛糠帜芰浚ㄈ細(xì)庵械拇蟛糠帜芰浚?5%85%90%90%）在動(dòng)力渦）在動(dòng)力渦輪中膨脹作功，剩下很少能量（輪中膨脹作功，剩下很少能量（10%10%15%15%）在）在尾噴

18、管中膨脹，產(chǎn)生推力，所以，排氣能量損尾噴管中膨脹，產(chǎn)生推力，所以，排氣能量損失小，推進(jìn)效率高，所以耗油率低。失小，推進(jìn)效率高，所以耗油率低。1.2.3 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī) 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是推進(jìn)噴管推進(jìn)噴管排出燃?xì)夂团懦鋈細(xì)夂惋L(fēng)扇風(fēng)扇加速加速空氣共同產(chǎn)生推力的發(fā)動(dòng)機(jī)。空氣共同產(chǎn)生推力的發(fā)動(dòng)機(jī)。 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中，核心機(jī)排出的能量一部分通渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中，核心機(jī)排出的能量一部分通過(guò)過(guò)動(dòng)力渦輪動(dòng)力渦輪時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)檩S功率驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，加速空時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)檩S功率驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，加速空氣流動(dòng)產(chǎn)生推力，余下熱能在氣流動(dòng)產(chǎn)生推力，余下熱能在推進(jìn)噴管推進(jìn)噴管中用于中用于加速排出燃?xì)舛a(chǎn)生推力。加速排出燃?xì)舛a(chǎn)生推力。 渦

19、扇發(fā)動(dòng)機(jī)空氣進(jìn)入氣道后分兩股氣流流動(dòng)，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)空氣進(jìn)入氣道后分兩股氣流流動(dòng)，即即內(nèi)外涵道內(nèi)外涵道。1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型1.2.3 1.2.3 渦輪風(fēng)扇渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 主要組成主要組成渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)組成：進(jìn)氣道組成：進(jìn)氣道, ,風(fēng)扇風(fēng)扇, ,低壓壓氣機(jī)低壓壓氣機(jī), ,高壓壓氣機(jī)高壓壓氣機(jī), ,燃燒燃燒室室, ,高壓渦輪高壓渦輪, ,低壓渦輪低壓渦輪和噴管和噴管工作原理：工作原理：l內(nèi)涵：內(nèi)涵：渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)路的工作情形與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相同。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)路的工作情形與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相同。即流入內(nèi)涵的空氣通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇、低壓壓氣機(jī)和即流入內(nèi)涵的空氣通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇、低

20、壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)對(duì)空氣作功高壓壓氣機(jī)對(duì)空氣作功, , 壓縮空氣壓縮空氣, , 提高空氣的壓力。提高空氣的壓力。高壓空氣在燃燒室內(nèi)和燃油混合高壓空氣在燃燒室內(nèi)和燃油混合, , 燃燒燃燒, , 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮転闊崮? , 形成高溫高壓的燃?xì)?。高溫高壓的燃?xì)馐紫仍谛纬筛邷馗邏旱娜細(xì)狻８邷馗邏旱娜細(xì)馐紫仍诟邏簻u輪內(nèi)膨脹高壓渦輪內(nèi)膨脹, , 推動(dòng)高壓渦輪旋轉(zhuǎn)推動(dòng)高壓渦輪旋轉(zhuǎn), , 去帶動(dòng)高壓壓氣去帶動(dòng)高壓壓氣機(jī)機(jī), ,然后在低壓渦輪內(nèi)膨脹然后在低壓渦輪內(nèi)膨脹, ,推動(dòng)低壓渦輪旋轉(zhuǎn)推動(dòng)低壓渦輪旋轉(zhuǎn), , 去帶動(dòng)去帶動(dòng)低壓壓氣機(jī)和風(fēng)扇低壓壓氣機(jī)和風(fēng)扇, , 最后燃?xì)馔ㄟ^(guò)噴管排入大氣最后燃

21、氣通過(guò)噴管排入大氣產(chǎn)生反產(chǎn)生反作用推力。作用推力。l外涵：外涵：流過(guò)外涵的空氣通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇葉片對(duì)空氣流過(guò)外涵的空氣通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇葉片對(duì)空氣作功作功, , 壓縮空氣壓縮空氣, , 提高空氣的壓力和溫度提高空氣的壓力和溫度, , 接著空氣在接著空氣在通道內(nèi)膨脹加速通道內(nèi)膨脹加速, , 排入大氣排入大氣, , 也產(chǎn)生反作用推力。也產(chǎn)生反作用推力。1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型l涵道比涵道比 ：外涵流量與內(nèi)涵流量的比值：外涵流量與內(nèi)涵流量的比值, , 稱為涵道稱為涵道比比, ,即即 l目前民用航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比在目

22、前民用航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比在15.15.l例如例如: :CFM56-3B1CFM56-3B1發(fā)動(dòng)機(jī)為發(fā)動(dòng)機(jī)為:5.00;:5.00;l V2500-A5 V2500-A5發(fā)動(dòng)機(jī)為發(fā)動(dòng)機(jī)為:4.60;:4.60;l PW2037 PW2037發(fā)動(dòng)機(jī)為發(fā)動(dòng)機(jī)為:6.00; :6.00; l PW4000 PW4000發(fā)動(dòng)機(jī)為發(fā)動(dòng)機(jī)為:5.00.:5.00.l涵道比大于涵道比大于3 3的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)稱為高涵道比的渦扇的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)稱為高涵道比的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī). .l目前民用航空目前民用航空干線飛機(jī)干線飛機(jī)都裝配渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)都裝配渦扇發(fā)動(dòng)機(jī). .這是這是因?yàn)樵诟邅喴羲贂r(shí)因?yàn)樵诟邅喴羲贂r(shí), ,渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的

23、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率高推進(jìn)效率高. .ImIImqqB,1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種。較大型民航機(jī)幾乎都采用較大型民航機(jī)幾乎都采用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，作為動(dòng)力，主要特點(diǎn)主要特點(diǎn): :l耗油率低、起飛推力大、噪音低耗油率低、起飛推力大、噪音低l適用于適用于較高較高的飛行速度，且在的飛行速度，且在很廣很廣的飛行速度的飛行速度范圍內(nèi)，都能滿足范圍內(nèi)，都能滿足推力推力和和經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性的要求。的要求。l高涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)高涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)迎風(fēng)面積大迎風(fēng)面積大、噴氣速度小噴氣速度小，不，不宜用于宜用于超音速超

24、音速。1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型1.2.4 1.2.4 渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型 渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)： 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)是用于渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)是用于直升機(jī)直升機(jī)上的，基本同于上的，基本同于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，主要區(qū)別：渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，主要區(qū)別：l一是燃?xì)獍l(fā)生器排出的燃?xì)饽芰浚瑤缀跻皇侨細(xì)獍l(fā)生器排出的燃?xì)饽芰浚瑤缀跞吭谌吭跍u輪中膨脹作功渦輪中膨脹作功，尾噴管排氣速度較低，幾乎，尾噴管排氣速度較低，幾乎不產(chǎn)生推力；二是輸出軸轉(zhuǎn)速較高。不產(chǎn)生推力；二是輸出軸轉(zhuǎn)速較高。l渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)也可以作為非航空領(lǐng)域中的動(dòng)力，渦軸發(fā)動(dòng)

25、機(jī)也可以作為非航空領(lǐng)域中的動(dòng)力，如地面如地面發(fā)電機(jī)、油泵、水泵發(fā)電機(jī)、油泵、水泵等的動(dòng)力，等的動(dòng)力，艦船艦船用用的動(dòng)力等。的動(dòng)力等。 1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型 1.2.5 螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī) 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)是槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)是2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代開(kāi)始發(fā)展的年代開(kāi)始發(fā)展的一種新型節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)，也稱之為一種新型節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)，也稱之為無(wú)涵道風(fēng)扇無(wú)涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)（UDFUDF）或或超高流量比超高流量比(UHB)(UHB)渦扇發(fā)動(dòng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。它兼有渦扇與渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)，機(jī)。它兼有渦扇與渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)，即比即比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)省油渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)省油，經(jīng)濟(jì)性接近，經(jīng)

26、濟(jì)性接近渦槳發(fā)動(dòng)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的水平，又可以接近渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行的水平，又可以接近渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行馬馬赫赫數(shù)巡航。數(shù)巡航。槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)： 經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性：普惠公司的：普惠公司的JT3C到到PW4000，耗，耗油率降低油率降低40%，到更先進(jìn)的槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)，耗油，到更先進(jìn)的槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)，耗油率又降低率又降低40%。 GE 公司公司1986年是車的無(wú)涵道風(fēng)扇年是車的無(wú)涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，油耗率比公司的發(fā)動(dòng)機(jī)，油耗率比公司的CFM56-5低低25% 振動(dòng)和噪音較大振動(dòng)和噪音較大：螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比較高引：螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比較高引起。起。 1.2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型1.

27、2 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本類型類型類型優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)不足不足渦噴發(fā)動(dòng)機(jī) 高速飛行、大推力、重量輕高速飛行、大推力、重量輕 耗油率高耗油率高渦槳發(fā)動(dòng)機(jī) 耗油率低耗油率低 受螺旋槳限制，受螺旋槳限制，功率不大功率不大渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) 噴氣速度大、噪聲低、噴氣速度大、噪聲低、耗油率低、大推力耗油率低、大推力 迎風(fēng)面積大、噴氣迎風(fēng)面積大、噴氣速度小，不宜超音速度小，不宜超音速速渦軸發(fā)動(dòng)機(jī) 應(yīng)用于直升機(jī)、耗油率應(yīng)用于直升機(jī)、耗油率低低 多用于非航空領(lǐng)域的動(dòng)力多用于非航空領(lǐng)域的動(dòng)力 少用于民航飛機(jī)少用于民航飛機(jī)槳扇發(fā)動(dòng)機(jī) 經(jīng)濟(jì)性好、耗油率低經(jīng)濟(jì)性好、耗油率低振動(dòng)和噪音比較大成本振動(dòng)和噪音比較大成本較

28、高已經(jīng)停止研發(fā)較高已經(jīng)停止研發(fā) 各種類型發(fā)動(dòng)機(jī)比較各種類型發(fā)動(dòng)機(jī)比較1.3 1.3 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理組成組成 ：進(jìn)氣道，壓氣機(jī)，燃燒室，渦輪，噴管。進(jìn)氣道，壓氣機(jī)，燃燒室，渦輪，噴管。進(jìn)氣道：進(jìn)氣道：將足夠的空氣量將足夠的空氣量, , 以最小的流動(dòng)損失以最小的流動(dòng)損失順利地引入壓氣機(jī)。順利地引入壓氣機(jī)。 壓氣機(jī)：壓氣機(jī)：通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣作功通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣作功, , 壓壓縮空氣縮空氣, , 提高空氣的壓力。提高空氣的壓力。 燃燒室：燃燒室：高壓空氣和燃油混合高壓空氣和燃油混合, , 燃燒燃燒, , 將化學(xué)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苣苻D(zhuǎn)變?yōu)闊崮? , 形成高溫高壓的燃

29、氣。形成高溫高壓的燃?xì)狻?渦輪：渦輪：高溫高壓的燃?xì)庠跍u輪內(nèi)膨脹高溫高壓的燃?xì)庠跍u輪內(nèi)膨脹, , 向外輸向外輸出功出功, , 去帶動(dòng)壓氣機(jī)。去帶動(dòng)壓氣機(jī)。噴管：噴管：使燃?xì)饫^續(xù)膨脹使燃?xì)饫^續(xù)膨脹, , 加速加速, , 提高燃?xì)獾乃偬岣呷細(xì)獾乃俣取６取?燃?xì)獍l(fā)生器燃?xì)獍l(fā)生器( (又稱核心機(jī)）又稱核心機(jī)）壓氣機(jī)壓氣機(jī), , 燃燒室燃燒室, , 渦輪渦輪. . 核心機(jī)作用核心機(jī)作用它完成了發(fā)動(dòng)機(jī)將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的工作；它完成了發(fā)動(dòng)機(jī)將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的工作；對(duì)燃?xì)獍l(fā)生器所獲得的機(jī)械能進(jìn)行不同的分配，對(duì)燃?xì)獍l(fā)生器所獲得的機(jī)械能進(jìn)行不同的分配，就形成不同型式的發(fā)動(dòng)機(jī)；就形成不同型式的發(fā)動(dòng)機(jī)；渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)

30、的螺旋槳，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇，渦渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇，渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的懸翼的驅(qū)動(dòng)力都來(lái)自燃?xì)獍l(fā)生器。軸發(fā)動(dòng)機(jī)的懸翼的驅(qū)動(dòng)力都來(lái)自燃?xì)獍l(fā)生器。 1.3 1.3 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理1.3 1.3 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理單轉(zhuǎn)子渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的站位單轉(zhuǎn)子渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的站位 站位站位: : 發(fā)動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)前方發(fā)動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)前方, , 那里的氣流參數(shù)為那里的氣流參數(shù)為站位站位: : 進(jìn)氣道的出口進(jìn)氣道的出口, , 壓氣機(jī)的進(jìn)口壓氣機(jī)的進(jìn)口, , 氣流參數(shù)為氣流參數(shù)為2 2 站位站位: : 壓氣機(jī)的出口壓氣機(jī)的出口, , 燃燒室的進(jìn)口燃燒室的進(jìn)口, , 氣流參數(shù)為氣流參數(shù)為 站位站位: : 燃燒室的出口燃燒室的出口, , 渦輪的進(jìn)口渦輪的進(jìn)口, , 氣流參數(shù)為氣流參數(shù)為 站位站位: : 渦輪的出口渦輪的出口, , 噴管的進(jìn)口噴管的進(jìn)口, , 氣流參數(shù)為氣流參數(shù)為站位站位: : 噴管的出口噴管的出口, , 氣流參數(shù)為氣流參數(shù)為 *0*000,TpVTp*1*1111,TpVTp*2*2222,TpVTp*3*3333,TpVTp*4*4444,TpVTp*5*5555,TpVTp雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的站位雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的站位 特別強(qiáng)調(diào)其中的特別強(qiáng)調(diào)其中的 2 2站站位和位和7 7站站位位, 2, 2站位處的總壓站位處的總