航空发动机构造.pdf

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1、南京航空航天大学《航空发动机构造》教案编写人：能源与动力学院宋迎东1绪论1.1基本类型1.1.1活塞式+螺旋桨汽油机——等容循环（OTTO循环）柴油机——等压循环（Disel循环）做功特点：(1)进气量小(2)各冲(过)程在同一汽缸内按序完成（“个体作业”）→功率(生产率)受限。1．1．2燃气涡轮机做功特点：(1)进气量小(2)各过程分别由专门部件连续完成(“流水作业”)→功率(生产率)大。·五大基本部件(进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和排气装置)；·三大核心部件(压气机、燃烧室、涡轮)——核心机，燃气发生器·其它部件随用途(WP

2、、WZ、WJ、WS)而异。如:加力燃烧室、减速器（1）涡轮喷气发动机（WP）·结构简单·能量损失大、油耗高，加力耗油成倍增长WP6:最大sfc=0.99kg/daN.h;加力：1.63·加力燃烧室+可调喷管p(2)涡轮螺旋桨发动机（WJ）·燃气发生器出来的能量绝大部分在动力涡轮中膨胀做功→减速器n↘1000-2000rpm→螺旋桨；·燃气剩下的能量一部分在尾喷管中继续膨胀，产生一小部分推力；南京航空航天大学《航空发动机构造》教案编写人：能源与动力学院宋迎东·螺旋桨直径大，飞行速度受到限制，M=0.5-0.7；·排气能力损失少，推进

3、效率高，油耗小；(3)涡轮轴发动机（WZ）·燃气发生器排出的燃气能量几乎全部在动力涡轮中膨胀做功，由尾喷管排出时，速度很低；·输出转速高，以减少由发动机传到直升机主减速器的传动扭矩，使输出轴的直径与重量较小。两种形式：A．动力涡轮直接输出→主减B．动力涡轮→小减速器（体减）→n↘6000-8000rpm→主减（直九为B型）·航机它用为WZ任何形式的航空发动机（WP、WS、WJ）均可以改型为地面及舰船用动力。(4)涡轮风扇发动机(WS)后风扇（未广泛使用）·方案简单；·浪费大（高温合金昂贵）、加工困难；·风扇增压比受到限制。前风扇（

4、广泛使用）·油耗低、噪声小；·迎风面积比WP大，但比WJ小，小流量比可以高速飞行。EX：民用大流量比发动机从前能够看透到后，即透过外函道。(5)桨扇发动机（JS）80年代石油危机引起。(6)冲压发动机（导弹上用）当M数为3.5~4时，压气机压比为1，必须放弃压气机，而采用冲压发动机。1．2航空发动机发展简史1．2．1发展简史航空发展始于本世纪初，前四十年为活塞时代(继承于内燃机)，后六十年为喷气时代。综观航空喷气发展史：“竞争是动力，战备为先导，效益作基础，军用民用交替发展，并正向齐头并进转化”。热战时期(二次大战末期)：以军为主

5、，出现“喷气”；冷战时期：以军作主导，军民交替发展'。(1)“军”突破“音障”；“民”出现WJ。南京航空航天大学《航空发动机构造》教案编写人：能源与动力学院宋迎东(2)“热障”(M≥3)出现并克服。(3)60年前后(苏)57年人造卫星上天，引发西方军备紧跟和扩充.从而“导弹走俏，喷气转民”，民用型WS(SPEY)与WZ(陆用)悄然出现。(4)63年苏联航空节(苏)军用型常规喷气飞机大出风头(以WP为主)。(美)“又一次面临喷气转向”.此时WS由民转军，随之出现V/S、远程轰炸机。(5)大动荡时期：70年后逐渐向军民并进转化。中东战

6、争要求：飞机具有中空(H=6--8KM)、高速(M<=3)、大机动(格斗性)；发动机具有变工况与可靠性。“风扇军转民化”并要求“三高一低”(高流量比、高压比、高温、低油耗)。民用有向“桨扇”转化的趋势（但目前并未普及，仍然是WS）。总之,目前已形成美、俄、英(老牌)、法(小发为主)四国的技术主流。1．2．2先进发动机介绍军用：小流量比WS美国F15-E,F16-C/D——F110-GE-100(7.07,加力12268daN)F100-PW-220(7.4,10590daN)F16-A/B——F100-PW-200(7.7,105

7、90daN)YF22——F119(>10,15560daN)俄罗斯Su27——AЛ31-Ф(AL31-F)(7.14,12258daN)法国Rafale——M88(9.0,7500daN)欧洲EFA(欧洲战斗机)——EJ200(10,9000daN)中国F10——WS10(10A)民用：大流量比WSBoeing777——GE9034.25-44.5吨流量比9.0增压比45风扇直径3.124米PW404832.3-40.0吨流量比7.0增压比36风扇直径2.844米湍达（Trent）882(R&R)31.7-37.5吨流量比6.01

8、增压比39.3南京航空航天大学《航空发动机构造》教案编写人：能源与动力学院宋迎东风扇直径2.794米（一机多发，也说明结构问题没有唯一解）Boeing737-300，400，500，600，700，800A340-200,-300,KC-135R—