發(fā)動機(jī)原理復(fù)習(xí)課件

飛行器發(fā)動機(jī)原理29十二月2023南京航空航天大學(xué)能源與動力學(xué)院復(fù)習(xí)第一章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)熱力氣動基礎(chǔ)第一節(jié)

熱力學(xué)第一定律狀態(tài)參數(shù)：僅與過程的起點和終點有關(guān)，而與過程的路徑無關(guān)的參數(shù)，如：溫度、壓強(qiáng)、密度、焓、內(nèi)能等。過程參數(shù)：不僅與過程的起點和終點有關(guān)，而且與過程的路徑有關(guān)的參數(shù)，如：加熱量、外功復(fù)習(xí)第一章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)熱力氣動基礎(chǔ)第二節(jié)熱力學(xué)第二定律熵T-s圖和h-s圖壓縮、膨脹循環(huán)、循環(huán)功、循環(huán)效率復(fù)習(xí)第一章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)熱力氣動基礎(chǔ)第三節(jié)氣體動力學(xué)的基本方程連續(xù)方程能量方程伯努利方程氣流的滯止參數(shù)和氣動函數(shù)動量方程動量矩方程復(fù)習(xí)第二章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的工作原理渦輪噴氣發(fā)動機(jī)熱力循環(huán)布萊頓（Brayton）循環(huán)實際循環(huán)q1=cp(T3*-T2*),W=q1-q2

復(fù)習(xí)第二章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的工作原理推力單位推力推（功）重比單位迎面推力耗油率效率（熱效率、推進(jìn)效率、總效率）航空發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)復(fù)習(xí)第二章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的工作原理效率（熱效率、推進(jìn)效率、總效率）航空發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)q推進(jìn)效率（推進(jìn)功與可用功率的比）

qsfc

=3600qmf/F，q熱效率（可用功率與燃油化學(xué)能的比）：復(fù)習(xí)第二章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的工作原理§3（需求、趨勢分析）基本要求發(fā)展方向航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展渦噴發(fā)動機(jī)的基本要求推重比高迎面積小耗油率低工作穩(wěn)定可靠性好使用成本低復(fù)習(xí)第二章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的工作原理§4（實際演變、發(fā)展過程）航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展q渦輪噴氣發(fā)動機(jī)(Turbojet)q加力式渦輪噴氣發(fā)動機(jī)(Turbojetwithafterburner)q渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機(jī)(Turbofan)q加力式渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機(jī)(Turbofanwithafterburner)q渦輪螺槳發(fā)動機(jī)(Turboprop)q渦輪軸發(fā)動機(jī)(Turboshaft)q可變循環(huán)噴氣發(fā)動機(jī)(VCE，VariableCycleEngine)q沖壓式噴氣發(fā)動機(jī)(Ramjet)復(fù)習(xí)第二章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的工作原理§4（實際演變、發(fā)展過程）航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展熱力循環(huán)加力原理q加力式渦輪噴氣發(fā)動機(jī)(Turbojetwithafterburner)復(fù)習(xí)第二章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的工作原理§4（實際演變、發(fā)展過程）航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展q渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機(jī)(Turbofan)復(fù)習(xí)第二章燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的工作原理§4（實際演變、發(fā)展過程）航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件(ComponentsofGasTurbineEngine)進(jìn)氣道(inlet,intake)壓氣機(jī)(compressor)燃燒室(combustor,burner)渦輪(turbine)加力燃燒室(afterburner)噴管(nozzle)?亞音速進(jìn)氣道特性：流量系數(shù)

總壓恢復(fù)系數(shù)

取決于飛行Ma數(shù)、發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件進(jìn)氣道?進(jìn)氣道的作用：將外界空氣引入發(fā)動機(jī)，滿足發(fā)動機(jī)的需要。?進(jìn)氣道的工作原理：動能——減速增壓—→壓力能?進(jìn)氣道的要求：損失小、穩(wěn)定工作、出口氣流畸變小、外部阻力小、隱身、噪音低?進(jìn)氣道布局短艙、頭部進(jìn)、兩側(cè)進(jìn)氣、翼根進(jìn)、

腹部進(jìn)氣、背部進(jìn)氣復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件進(jìn)氣道超聲速進(jìn)氣道工作原理多道波系（包括多道斜激波和一道正激波）代替一道正激波，提高總壓恢復(fù)系數(shù)外壓式：進(jìn)氣道內(nèi)亞音速流；內(nèi)壓式：全部壓縮在進(jìn)氣道內(nèi)部完成；混合式：進(jìn)氣道入口為超音速流。起動(Starting)：進(jìn)氣道內(nèi)部波系建立起來。不起動(Unstarting)：進(jìn)氣道外存在脫體激波。調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)喉道面積、開旁路閥門、其它復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件壓氣機(jī)壓氣機(jī)的作用——增壓分類離心式壓氣機(jī)、軸流式壓氣機(jī)、斜流式壓氣機(jī)基本方程能量方程式、伯努利方程式效率和損失葉型損失葉片表面摩擦損失；氣流分離損失（可能）；葉片尾緣渦流損失；葉片前緣或葉背出現(xiàn)激波損失環(huán)面損失環(huán)面附面層損失；徑向間隙漏氣損失；潛流損失動量矩方程復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件壓氣機(jī)軸流壓氣機(jī)基元級速度三角形葉片扭轉(zhuǎn)的原因加功增壓原理迎角和落后角、失速和喘振離心壓氣機(jī)復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件壓氣機(jī)壓氣機(jī)特性通用特性曲線從通用特性曲線看壓氣機(jī)的工作三種曲線P→A：后面級易出現(xiàn)喘振P→B：后面級易出現(xiàn)堵塞P→C：前喘后堵（前喘后渦）P→D：前堵后喘喘振裕度和防喘措施

[1]、中間級放氣；[2]、可調(diào)葉片；

[3]、進(jìn)氣處理機(jī)匣；[4]、雙（多）軸壓氣機(jī)復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件燃燒室燃燒室的作用——提供熱量燃燒：化學(xué)能

燃?xì)鉄崮芑疽?、點火（再點火）可靠、燃燒穩(wěn)定；2、燃燒完全；3、總壓損失??；4、燃燒室出口溫度場分布應(yīng)符合要求；5、尺寸小，發(fā)熱量大組成及作用火焰筒、外套、噴嘴結(jié)構(gòu)形式單管燃燒室、聯(lián)管燃燒室、環(huán)形燃燒室（直流式、回流式、折流式）燃燒室工作過程和主要零組件1、點火；2、氣流擴(kuò)壓減速；3、噴油霧化；4、燃燒回流區(qū)的；5、燃燒；6、摻混冷卻燃燒室特性效率特性（余氣系數(shù)a、進(jìn)氣壓力p2、進(jìn)氣溫度T2、進(jìn)氣速度v2）；熄火特性；總壓損失復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件渦輪渦輪的作用——驅(qū)動壓氣機(jī)+……分類渦輪組成：靜子和轉(zhuǎn)子渦輪的冷卻對流冷卻、

沖擊冷卻、

氣膜冷卻、

發(fā)汗冷卻工作原理速度三角形功率和效率渦輪特性復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件加力燃燒室加力燃燒室的作用——提供熱量組成：擴(kuò)壓器、噴油系統(tǒng)、點火器、火焰穩(wěn)定器?；拘阅芤?、點火可靠；2、燃燒完全；3、燃燒無振蕩；4、總壓損失小加力燃燒室工作過程和主要零組件擴(kuò)壓、噴油霧化、點火、火焰穩(wěn)定復(fù)習(xí)第三章渦輪噴氣發(fā)動機(jī)部件噴管

噴管作用氣流加速產(chǎn)生推力；通過噴管臨界截面調(diào)節(jié)工況；反推力裝置以縮短著陸距離；消音裝置以降低排氣噪聲。工作原理排氣速度；收斂噴管用于超聲速飛行的推力損失；噴管對發(fā)動機(jī)工作的調(diào)節(jié)作用；噴管特性噴管分類、結(jié)構(gòu)形式a.固定式收斂噴管