航空发动机知识.pdf

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1、各种航空发动机的工作原理及区别1.涡喷发动机进气道进气---压气机增压---燃烧室加热---涡轮膨胀作功带动压气机---尾喷管膨胀加速---排气到体外发动机转起来之后，压气机源源不断地把压缩了的空气送到后面的燃烧室，在燃烧室里空气和燃油混合燃烧，向后排出高温高速高压气体，这些气体带动涡轮旋转，涡轮和压气机是用轴连在一起的，因此涡轮旋转了，压气机也跟着旋转，就不断地把空气压缩进去了。2.涡轮风扇发动机2.1分开排气涡轮风扇发动机进气道进气--风扇增压--气流分为两股内涵气流：压气机增压--燃烧室加热--涡轮膨胀作功带动风扇和压气机--内涵尾喷管膨胀加速--排气到体外外涵气

2、流：外涵道--外涵尾喷管膨胀加速--排气到体外我们常见的民航客机所采用的发动机，多半是分别排气涡轮风扇发动机，比如著名的V2500，PW4000,GE90....2.2混合排气涡轮风扇发动机进气道进气--风扇增压--气流分为两股内涵气流：压气机增压--燃烧室加热--涡轮膨胀作功带动风扇和压气机--混合器外涵气流：外涵道--混合器两股气流在混合器中掺混--尾喷管膨胀加速--排气到体外涡轮风扇发动机要比涡轮喷气发动机更省油，尤其是超过音速不太多时。所以民用喷气飞机都是采用的涡轮风扇发动机。我国民用分开排气涡轮风扇发动机还未研制成功，军用混合排气涡轮风扇发动机已成功批量生产相

3、当于英国60年代的SPEY，用于飞豹上。相当于苏27上的AL31的太行前一段时间报道研制成功，但不知道是否投入批量生产。美国现在用于F22的涡扇已能无加力超音速巡航。而AL31还不行。涡轮喷气发动机简称涡喷发动机，通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡喷发动机属于热机，做功原则同样为：高压下输入能量，低压下释放能量。工作时，发动机首先从进气道吸入空气。这一过程并不是简单的开个进气道即可，由于飞行速度是变化的，而压气机对进气速度有严格要求，因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。涡轮喷气发动机的优缺点这类发动

4、机具有加速快、设计简便等优点，是较早实用化的喷气发动机类型。但如果要让涡喷发动机提高推力，则必须增加燃气在涡轮前的温度和增压比，这将会使排气速度增加而损失更多动能，于是产生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此涡喷发动机油耗大，对于商业民航机来说是个致命弱点。涡轮风扇喷气发动机的原理战斗机动力装置的设计，总是追求更高的推重比；大型飞机自重和载重的不断增大，对发动机提出了更高的推力要求。而涡扇发动机的诞生就是为了顺应人们对航空发动机越来越高的推力要求而诞生的。因为提高喷气发动机的推力最简单的办法就是提高发动机的空气流量。涡浆发动机的原理涡桨发动机的推力有限，同时影响飞机提高飞行

5、速度。因此必需提高喷气发动机的效率。发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比，就可以提高热效率。因为高温、高密度的气体包含的能量要大。但是，在飞行速度不变的条件下，提高涡轮前温度，自然会使排气速度加大。而流速快的气体在排出时动能损失大。因此，片面的加大热功率，即加大涡轮前温度，会导致推进效率的下降。要全面提高发动机效率，必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。涡轮风扇发动机的妙处，就在于既提高涡轮前温度，又不增加排气速度。涡扇发动机的结构，实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮，这些涡轮带动一定数量的风扇。风扇吸入的气流一部分

6、如普通喷气发动机一样，送进压气机(术语称“内涵道”)，另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。因此，涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时，为提高热效率而提高涡轮前温度，可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径，使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道，从而避免大幅增加排气速度。热效率和推进效率取得了平衡，发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低，飞机航程变得更远。从结构上看，，目前涡扇发动机可分为单转子，目前涡扇发动机可分为单转子、、双转子、双转子、、三转子、三转子（（（shaft（shaftshaft）shaft）涡轮风

7、扇发动机可以再细分为不加力式和加力式。前者不仅涡轮前温度较高，而且风扇直径较大，涵道比可达8以上，这种发动机的经济性优于涡轮喷气发动机，而可用飞行速度又比活塞式发动机高，在现代大型干线客机、军用运输机等最大速度为M0.9左右的飞机中得到广泛的应用。根据热机的原理，当发动机的功率一定时，参加推进的工质越多，所获得的推力就越大，不加力式涡轮风扇发动机由于风扇直径大，空气流量就大，因而推力也较大。同时由于排气速度较低，这种发动机的噪音也较小。加力式涡轮风扇发动机在飞机巡航中是不开加力的，这时它相当于一台不加力式涡轮风扇发动机，但为了追求高的推重