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北航5系发动机原理大纲
一、发动机设计的基本思想
1、发动机原理。
发动机是一种机械装置，它通过排气过程(膨胀期)及内燃机的燃烧产生推力，从而把发动机的转动能转换为机械能，达到驱动车辆的目的。
2、发动机类型。
发动机的类型有气缸、单缸双活塞、边缘燃烧、双缸双活塞、双缸四活塞等。
3、发动机工作过程。
发动机的工作过程包括燃烧期、膨胀期、排气期等。
其中燃烧期是指把燃料与氧气在头部燃烧室内混合，并受到工作气体的作用，经火花塞点燃后，在活塞上行进并发生燃烧的过程；膨胀期是指活塞下行时，受到燃料燃烧的作用，工作气体的温度和压力均升高，从而获得动力的过程；排气期是指活塞上行时，受到气缸上壁的阻力，工作气体通过排气门排出气缸外的过程。
二、发动机安装的要求
1、发动机的安装应充分将其结构特征考虑，以保证发动机的正常运行，减少发动机的功耗。
2、发动机的安装应使发动机主要重心位于车辆中心，以防止发动机在行驶过程中引起车辆抖动。
3、发动机安装时要注意避免振动和排气污染，并保证发动机内气体能够均匀流动。
4、发动机密封件应确保紧固、无渗漏，避免拆装不当导致的压缩比变化和其他损坏。
航天发动机的原理航天发动机是航天器的重要组成部分，它是实现航天器推进的关键装置。
航天发动机的原理主要是利用排气原理和动量守恒原理，通过燃烧燃料和氧化剂产生高温高压气体，并将气体排出，从而产生推力，推动航天器运动。
航天发动机的工作原理可以分为几个关键步骤：燃料和氧化剂的混合、燃烧和排气。
首先，燃料和氧化剂在燃烧室内混合，形成可燃的混合物。
然后，混合物经过点火装置的点火，开始燃烧。
燃烧过程中，燃料和氧化剂发生氧化反应，产生大量的高温高压气体。
最后，高温高压气体通过喷嘴或喷管排出，形成后向喷射的气流，产生推力。
航天发动机的推力产生原理是基于动量守恒定律。
根据动量守恒定律，当燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧产生高温高压气体时，气体向后喷射的同时，航天器会受到相等大小的推力作用，向前推进。
这是因为燃烧产生的高温高压气体在排出的过程中，其动量的改变会导致航天器受到一个反作用力，即推力。
航天发动机的推力大小与喷气速度和排气质量流率有关。
喷气速度越大，推力越大；排气质量流率越大，推力也越大。
因此，为了增大推力，航天发动机通常采用高速排气和增加燃料和氧化剂的供给。
航天发动机的燃料和氧化剂的选择是根据不同的应用需求来确定的。
常见的燃料有液体燃料和固体燃料。
液体燃料一般是液氢、液氧和液体烃类等，固体燃料一般是含有氧化剂和燃料的固态混合物。
液体燃料具有高比冲和可调性的特点，但储存和供给相对困难；固体燃料具有结构简单和可靠性高的特点，但比冲较低。
航天发动机的工作原理还涉及到一些辅助系统，如供氧系统、点火系统、冷却系统和控制系统等。
供氧系统负责向燃烧室提供足够的氧化剂，点火系统用于引燃燃料和氧化剂，冷却系统用于冷却发动机，控制系统用于控制发动机的工作状态。
航天发动机是航天器推进的关键装置，其工作原理是利用排气原理和动量守恒原理，通过燃烧燃料和氧化剂产生高温高压气体，并将气体排出，从而产生推力，推动航天器运动。
航天发动机的推力大小与喷气速度和排气质量流率有关，燃料和氧化剂的选择根据不同的应用需求确定。
发动机原理教学大纲课程编号：课程名称：发动机原理Aircraft Engines学时/学分：24学时/1.5学分先修课程：流体力学基础（编号）、工程热力学一、课程教学目标本课程是“飞行器设计工程”专业本科生的必修课。
发动机是飞机的关键部件之一，它提供飞行动力，它的性能直接影响飞机性能，飞机控制和操纵所需功率也来自于发动机。
本课程的目的是使飞机系学生掌握发动机工作原理和性能以及适用范围和使用时的工作限制。
了解飞机和发动机匹配中所存在的问题。
二、教学内容及基本要求1. 课程主要内容第一章航空燃气涡轮发动机工作原理(5学时)发动机的工作过程有效推力和推力计算公式发动机性能指标和基本要求发动机中的能量转换和发动机效率发动机主要设计参数及选择原则飞机/发动机一体化设计概念第二章发动机主要部件工作原理(9学时)进气道的工作状态及特性压气机加功增压原理及特性燃烧室工作原理及特性涡轮做功原理及特性尾喷管的工作状态及特性第三章涡轮喷气发动机(7学时)各部件共同工作涡喷发动机特性超音速进气道与发动机匹配问题加力涡喷发动机工作特点和性能发动机过渡工作状态第四章涡轮风扇发动机(2学时)涡扇发动机组成与分类附加质量原理性能指标涡扇发动机性能特点第五章涡轮轴发动机(2学时)工作原理主要性能指标性能特点2. 课程基本要求要求学生熟练掌握各种航空发动机的工作原理，性能指标和适用范围；掌握发动机特性及其应用条件；了解发动机性能变化原因。
三、教学安排及方式●本课程以课堂讲授为主，安排少量课后作业,参观发动机陈列室，增强感性认识。
●周学时（1.5），课内、外比例1：1.5。
四、考核方式平时考核与课程结业笔试相结合，平时成绩为30%，结业笔试为70%。
五、参考教材1. 教材《航空燃气涡轮发动机》尚义编，航空工业出版社，1995年版。
2. 参考书《航空燃气涡轮发动机原理》下册【苏】Ю. Н. 聂加耶夫等著, 姜树明译,国防工业出版社, 1984年6月;3．《Aircraft Engine and Gas Turbine》【美】Jack L. Kerrebrock, MIT .。
航空发动机工作原理涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机的诞生:二战以前，活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就，使得人类获得了挑战天空的能力。
但到了三十年代末，航空技术的发展使得这一组合达到了极限。
螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候，桨尖部分实际上已接近了音速，跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降，推力不增反减。
螺旋桨的迎风面积大，阻力也大，极大阻碍了飞行速度的提高。
同时随着飞行高度提高，大气稀薄，活塞式发动机的功率也会减小。
这促生了全新的喷气发动机推进体系。
喷气发动机吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，对发动机产生反作用力，推动飞机向前飞行。
早在1913年，法国工程师雷恩"洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计，并获得专利。
但当时没有相应的助推手段和相应材料，喷气推进只是一个空想。
1930年，英国人弗兰克"惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利，这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。
11年后他设计的发动机首次飞行，从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。
涡轮喷气发动机的原理: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。
压气机顾名思义，用于提高吸入的空气的的压力。
压气机主要为扇叶形式，叶片转动对气流做功，使气流的压力、温度升高。
随后高压气流进入燃烧室。
燃烧室的燃油喷嘴射出油料，与空气混合后点火，产生高温高压燃气，向后排出。
高温高压燃气向后流过高温涡轮，部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能，驱动涡轮旋转。
由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上，因此也驱动压气机旋转，从而反复的压缩吸入的空气。
从高温涡轮中流出的高温高压燃气，在尾喷管中继续膨胀，以高速从尾部喷口向后排出。
航天飞机主发动机原理
航天飞机主发动机是航天飞机的关键部件，它提供了巨大的推力，使飞机能够克服地心引力并进入太空。
航天飞机主发动机的原理涉及到燃烧和推进，下面我们来详细了解一下。
航天飞机主发动机通常采用液体燃料火箭发动机。
这种发动机使用液体燃料和液氧作为燃料和氧化剂。
在发动机内部，液体燃料和液氧混合并燃烧，产生高温高压的气体。
这些气体被喷射出来，产生巨大的推力，推动航天飞机向前飞行。
液体燃料火箭发动机的工作原理基于牛顿第三定律，即每个作用力都有一个相等大小的反作用力。
当燃料燃烧产生的气体被喷射出来时，它们推动了发动机向相反方向。
这种推力使航天飞机能够克服地心引力，进入太空。
在发动机的设计和工作过程中，需要考虑燃料的储存、供给和燃烧控制等一系列复杂的工程问题。
此外，为了确保发动机的安全性和可靠性，需要精密的控制系统和严格的质量检验标准。
总的来说，航天飞机主发动机的原理涉及到燃烧和推进，通过
喷射高温高压的气体产生巨大的推力，使航天飞机能够克服地心引力，进入太空。
这些发动机的设计和制造需要高超的工程技术和严格的质量控制，是航天飞机能够成功执行太空任务的重要保障。
