發(fā)動(dòng)機(jī)訓(xùn)練資料

航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)原理一、概述發(fā)動(dòng)機(jī)的定義：渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理：經(jīng)過壓縮器壓縮，壓力提高，隨即進(jìn)入燃燒室與燃料混合并燃燒，燃推力產(chǎn)生的原理：VV5此反作用力就是氣體作用于發(fā)動(dòng)機(jī)壁面上的力。的推力。推力公式：F=qm(V5-V)v5噴氣速度v進(jìn)氣速度qm通過發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量流量大，發(fā)動(dòng)機(jī)推力增大。理想循環(huán)把發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作加以理想化后的各個(gè)熱力過程所組成的可逆閉合循環(huán)，就是理想循環(huán)。理想循環(huán)功越大，則動(dòng)能增量越大，推力也越大。影響循環(huán)的因素：大氣溫度。思考：溫度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)推力的影響（轉(zhuǎn)換熱能增加，推力增加發(fā)動(dòng)機(jī)增壓比。假設(shè)溫度/靈活溫度影響推力大小的因素：渦輪前燃?xì)鉁囟仍礁?，速度增量越大，推力越大。飛行速度越快，由于沖壓效應(yīng)空氣流量增大，前后速度差減小，低速時(shí)推力增大，高速時(shí)推力減小。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越快，空氣流量越大，推力越大大氣溫度越高，空氣密度越小，理想循環(huán)越小，推力越小。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作狀態(tài)種常用的基本工作狀態(tài)：最大狀態(tài)：轉(zhuǎn)速和渦輪前燃?xì)舛歼_(dá)最大值，推力最大。最大狀態(tài)一般只用于起飛。額定狀態(tài)：規(guī)定推力為最大推力的85％～90％，額定推力一般用于爬升。巡航狀態(tài)：推力為最大推力的65％～75％，轉(zhuǎn)速和渦輪前燃?xì)鉁囟纫约皢挝蝗加拖穆瘦^低。慢車狀態(tài)：發(fā)動(dòng)機(jī)能夠穩(wěn)定工作的小轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)。推力指標(biāo)推力FFs：1力。推質(zhì)比Fm：發(fā)動(dòng)機(jī)的推力與發(fā)動(dòng)機(jī)重量的比值迎面推力FA：1平方米的橫截面積所產(chǎn)生的推力經(jīng)濟(jì)指標(biāo)燃油消耗量：?jiǎn)挝粫r(shí)間進(jìn)入燃燒室的燃油質(zhì)量燃油消耗率：產(chǎn)生單位推力在一小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量使用性能工作可靠性起動(dòng)迅速性加速性發(fā)動(dòng)機(jī)壽命三、飛機(jī)動(dòng)力裝置各部分的組成和作用進(jìn)氣道：引導(dǎo)足夠的空氣順利進(jìn)入壓氣機(jī)；壓氣機(jī)：高速旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)空氣做功，壓縮空氣，提高空氣壓力；燃燒室：高壓空氣與燃油混合燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，形成高溫高壓燃?xì)猓粶u輪：高溫高壓燃?xì)馀蛎?，向渦輪作功，渦輪與壓氣機(jī)在一根軸上帶動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；進(jìn)氣道功用：分類?音速進(jìn)氣道超音速進(jìn)氣道?音速進(jìn)氣道率。?音速進(jìn)氣道構(gòu)造簡(jiǎn)單、重量輕。超音速進(jìn)氣道超音速進(jìn)氣道通過多個(gè)較弱的斜激波實(shí)現(xiàn)超音速氣流的減速。超音速進(jìn)氣道分為外壓式、內(nèi)壓式和混合式三類。進(jìn)氣道的性能參數(shù)①空氣流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間流入進(jìn)氣道的空氣質(zhì)量；②流動(dòng)損失：空氣流過進(jìn)氣道時(shí)，存在唇口損失和內(nèi)部流動(dòng)損失；③出口流場(chǎng)的畸變指數(shù)：進(jìn)氣道出口流場(chǎng)不均會(huì)導(dǎo)致壓氣機(jī)喘振和燃燒室熄火；壓氣機(jī)對(duì)流過它的空氣進(jìn)行壓縮，提高空氣壓力，為燃?xì)馀蛎涀鐾屏?。體的壓力位能和內(nèi)能。分類：離心式壓氣機(jī)（略）軸流式壓氣機(jī)組成：軸流式壓氣機(jī)由轉(zhuǎn)子（由工作葉輪構(gòu)成、靜子（由整流器構(gòu)成）提高空氣壓力；靜子使空氣擴(kuò)壓，繼續(xù)提高空氣的壓力?；?jí)增壓原理軸流式壓氣機(jī)主要是利用擴(kuò)散增壓的原理來提高空氣壓力的。速度三角形壓氣機(jī)葉片的扭轉(zhuǎn)壓縮機(jī)葉片不是直的，而是扭轉(zhuǎn)的。由于沿葉高各基元級(jí)的工作條件不同，工作葉輪進(jìn)口處在葉尖，平均直徑和葉根的圓周速度不同。葉尖：圓周速度大。葉根：圓周速度小。葉尖處葉型出氣角??；葉根處葉型出氣角大。壓氣機(jī)環(huán)形通道面積逐漸減小燃燒室能，形成高溫高壓的燃?xì)?，為在渦輪和噴管中膨脹創(chuàng)造條件?；拘阅芤螅狐c(diǎn)火可靠、燃燒穩(wěn)定、燃燒完全、總壓損失小、尺寸小、出口溫度分布最合理、排氣污染小等。工作要求：燃油穩(wěn)定燃燒；燃燒室出口燃?xì)獾臏囟仁艿綔u輪葉片材料的限制。穩(wěn)定燃燒的條件：建立一個(gè)穩(wěn)定氣流速度等于火焰的傳播速度。方法：提高火焰?zhèn)鞑ニ俣群徒档蜌饬魉俣?。降低氣流速度的措施：擴(kuò)散器，旋流器,錐形火焰穩(wěn)定器。提高火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊拇胧簹饬鞣止桑偈谷加脱杆僖夯?，組成余氣系數(shù)合適的混合氣。渦輪功用：在高溫高壓燃?xì)庾饔孟滦D(zhuǎn)作功，使燃?xì)馀蛎?，推?dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，輸出功去帶動(dòng)壓氣機(jī)和附件。導(dǎo)向器：引導(dǎo)氣流的流動(dòng)以合適的方向流入工作葉輪并且加速。工作葉輪：受到燃?xì)獾臎_擊以及燃?xì)庠谄渲械呐蛎洠蛊滢D(zhuǎn)動(dòng)作功，去帶動(dòng)壓氣機(jī)和附件。渦輪的葉片比壓氣機(jī)的葉片厚。渦輪環(huán)形通道面積逐漸增大渦輪設(shè)計(jì)要求：剛性均勻、重量輕，便于裝拆。渦輪葉尖間隙小、效率高。關(guān)系。高壓渦輪間隙控制（HPTCC）系統(tǒng)FADEC（320）HMUHPTCCHPTCC調(diào)節(jié)用于冷卻高壓渦輪機(jī)匣的高壓壓氣機(jī)引氣流量來控制高壓渦輪的間隙。該系統(tǒng)使高壓渦輪性能最佳比，并降低排氣溫度。低壓渦輪間隙控制（LPTCC）FADEC（320）HMULPTCCLPTCC渦輪葉片的冷卻作用：提高渦輪前燃?xì)鉁囟?，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能冷卻方式：對(duì)流冷卻：將冷卻空氣引入葉身，通過對(duì)流冷卻。氣膜尾噴管將從渦輪流出的燃?xì)馀蛎浖铀伲瑢⑷細(xì)庖徊糠譄崮苻D(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，提高燃?xì)馑俣?，使燃?xì)庖院艽蟮乃俣扰懦?，產(chǎn)生很大的推力。反推裝置：將外函道后的空氣折轉(zhuǎn)向斜前方排氣而產(chǎn)生反推力的裝置。對(duì)反推力裝置的要求：在保證發(fā)動(dòng)機(jī)安全正常工作的情況下獲得最大的反推力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，操縱靈活，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作狀態(tài)與反推力狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間要短?？v穩(wěn)定性，不使高溫燃?xì)鈬娚滹w機(jī)機(jī)體。四、發(fā)動(dòng)機(jī)的不穩(wěn)定工作失速叫失速。堵塞旋轉(zhuǎn)失速運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做旋轉(zhuǎn)失速。速現(xiàn)象逆著轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)方向傳播。旋轉(zhuǎn)失速的危害：頻率較高、強(qiáng)度大而危險(xiǎn)的激振力，并可能導(dǎo)致葉片共振斷裂。喘振幅的振蕩現(xiàn)象。內(nèi)部原因：攻角過大，使氣流在葉背處發(fā)生分離，而且這種氣流分離嚴(yán)重?cái)U(kuò)展至整個(gè)葉柵通道?，F(xiàn)象與危害：發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音由尖嘯轉(zhuǎn)變?yōu)榈统?，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)加大，壓氣機(jī)出口總壓和流量大幅波動(dòng)，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，推力突然下降，并有大幅度的波動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度升高，造成超溫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生放炮，氣流中斷而發(fā)生熄火停車。喘振發(fā)生的條件發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小而偏離設(shè)計(jì)值（與設(shè)計(jì)值工作時(shí)空氣的密度比較）進(jìn)入喘振，后幾級(jí)進(jìn)入渦輪狀態(tài)，稱為“前喘后渦壓氣機(jī)進(jìn)口總溫升高發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量驟然減少推油門過快，壓氣機(jī)進(jìn)氣口溫度過高，流量減少；口溫度驟然升高；飛行中拉桿過猛，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口與氣流之間的夾角突然改變過大，造成進(jìn)氣道內(nèi)流場(chǎng)畸變而引起喘振；進(jìn)氣道結(jié)冰，整流罩變形。發(fā)動(dòng)機(jī)損傷和翻修質(zhì)量差發(fā)動(dòng)機(jī)的防喘機(jī)構(gòu)有故障而失調(diào)、外來物等。防喘措施優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；有利于壓氣機(jī)在低轉(zhuǎn)速下工作的穩(wěn)定。缺點(diǎn)：增壓比下降，推力減小。優(yōu)點(diǎn)：可以防喘，在非設(shè)計(jì)點(diǎn)的效率高，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性能，適用于高增壓比的發(fā)動(dòng)機(jī)。缺點(diǎn)：需要增加一套控制機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。特點(diǎn)：當(dāng)壓氣機(jī)偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)，兩轉(zhuǎn)子會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，而使各級(jí)壓氣機(jī)流量系數(shù)接近于設(shè)計(jì)值。優(yōu)點(diǎn)：推力大，效率高，容易啟動(dòng)。缺點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜，重量也較大。五、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)是目前廣泛使用的航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)之一。原理：訴氣流從尾噴口排除產(chǎn)生推力F1；外涵的空氣通過風(fēng)扇葉片對(duì)空氣推力F2。涵道比：外涵流量和內(nèi)涵流量的比值B。推力：F=F1+F2F2/F=B/B+1低速飛行的飛機(jī)應(yīng)選擇較大的涵道比，使排氣速度接近飛行速度，提高推進(jìn)效率；高速飛行的飛機(jī)應(yīng)選擇較小的涵道比。渦輪前燃?xì)鉁囟龋核试S的渦輪前溫度提高，涵道比也提高。流量來接受這部分能量，使得內(nèi)涵和外涵的排氣速度都保持恰當(dāng)?shù)闹?，以保持較高的推進(jìn)效率。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：推力大；噪音低；燃油消耗率低。缺點(diǎn)：迎風(fēng)面積大，阻力大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。涵道比高的發(fā)動(dòng)機(jī)，隨飛行速度增大，推力下降很快。發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)：N1：低壓軸轉(zhuǎn)速。EGT