航空发动机的发展历史PPT课件
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航空发动机的发展史活塞式发动机时期早期液冷发动机居主导地位。
19世纪末,在内燃机开始用于汽车的同时,人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源,并着手这方面的试验。
1903年,美国莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后,成功地用到他们的飞行者一号飞机上进行飞行试验。
这台发动机只发出8.95 kW的功率,重量却有81 kg,功重比为0.11kW/daN。
发动机通过两根自行车上那样的链条,带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。
首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。
但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。
在飞机用于战争目的的推动下,航空特别是在欧洲开始蓬勃发展,法国在当时处于领先地位。
美国虽然发明了动力飞机并且制造了第一架军用飞机,但在参战时连一架可用的新式飞机都没有。
在前线的美国航空中队的6287架飞机中有4791架是法国飞机,如装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机的斯佩德战斗机。
这种发动机的功率已达130~220kW, 推重比为0.7kW/daN左右。
飞机速度超过200km/h,升限6650m。
当时,飞机的飞行速度还比较小,气冷发动机冷却困难。
为了冷却,发动机 *** 在外,阻力又较大。
因此,大多数飞机特别是战斗机采用的是液冷式发动机。
期间,1908年由法国塞甘兄弟发明旋转汽缸气冷星型发动机曾风行一时。
这种曲轴固定而汽缸旋转的发动机终因功率的增大受到限制,在固定汽缸的气冷星型发动机的冷却问题解决之后退出了历史舞台。
在两次世界大战之间,在活塞式发动机领域出现几项重要的发明:发动机整流罩既减小了飞机阻力,又解决了气冷发动机的冷却困难问题,甚至可以的设计两排或四排汽缸的发动机,为增加功率创造了条件;废气涡轮增压器提高了高空条件下的进气压力,改善了发动机的高空性能;变距螺旋桨可增加螺旋桨的效率和发动机的功率输出;内充金属钠的冷却排气门解决了排气门的过热问题;向汽缸内喷水和甲醇的混合液可在短时内增加功率三分之一;高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性,使汽缸内燃烧前压力由2~3逐步增加到5~6,甚至8~9,既提高了升功率,又降低了耗油率。
航空发动机发展史航空发动机诞生一百多年来,主要经过了两个阶段:前40年(1903~1945),为活塞式发动机的统治时期;后60年(1939~至今),为喷气式发动机时代。
在此期间,航空上广泛应用的是燃气涡轮发动机,先后发展了直接产生推力的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机。
亦派生发展了输出轴功率的涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。
一、活塞式发动机统治时期很早以前,我们的祖先就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔,也曾作过各种尝试,但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。
最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试,但因为发动机太重,都没有成功。
到19世纪末,在内燃机开始用于汽车的同时,人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源,并着手这方面的试验。
1903年,莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后,成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。
这台发动机只发出8.95 kW的功率,重量却有81 kg,功重比为0.11kW/daN。
发动机通过两根自行车上那样的链条,带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。
首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。
但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。
在两次世界大战的推动下,活塞式发动机不断改进完善,得到迅速发展,第二次世界大战结束前后达到其技术的顶峰。
发动机功率从近10kW提高到2500kW 左右,功率重量比(发动机功率与发动机质量的重力之比,简称功重比,计量单位是kW/daN)从0.11kW/daN提高到1.5kW/daN,飞行高度达15000m,飞行速度从16km/h提高到近800km/h,接近了螺旋桨飞机的速度极限。
20世纪30~40年代是活塞式发动机的全盛时期。
活塞式发动机加上螺旋桨,构成了所有战斗机、轰炸机、运输机和侦察机的动力装置;活塞式发动机加上旋翼,构成所有直升机的动力装置。
航空发动机发展历程报告一、序言1903年12月17日,美国的莱特兄弟实现了人类历史上首次有动力、载人、持续、稳定和可操作的重于空气的飞行器的飞行,首次飞行留空时间仅持续12秒,飞行距离为36.6米,当天持续最久的一次飞行是由哥哥威尔伯•莱特驾驶的第四次飞行,持续时间59秒,飞行距离260米。
这次飞行开创了人类历史的新纪元,对后来百年里人类社会、政治、经济、文化和军事等方面产生不可估量的影响,并将持续至不可知的未来。
而航空发动机作为飞行器的核心部件,在很大程度上决定了航空器的发展水平。
航空发动机的发展历程大概可分为两个时期,第一个时期是从莱特兄弟的首次飞行开始到第二次世界大战结束为止,在这个时期内,活塞式发动机统治了40年左右;第二个时期是从第二次世界大战结束至今,60余年的时间,航空燃气涡轮发动机逐渐取代了活塞式发动机,开创了喷气时代,成为航空发动机的主流。
如今,航空发动机的第一个百年已经远去,新的航空百年正在赶来,各种新概念、非传统的航空发动机开始崭露头角,如脉冲爆震发动机、多核心机发动机、组合发动机、模拟昆虫扑翼飞行的电致伸肌动力发动机和利用螺旋桨推进的太阳能、燃料电池、微波电动发动机等。
可以想象,未来的航空发动机必定更加稳定与高效,航空发动机的种类也会得到极大的扩展与充实。
、活塞式发动机莱特兄弟首飞所驾驶的“飞行者” 一号所用的发动机并非出自著名的企业或发明家,而是一位普通的修理技工查尔斯•泰勒之手。
这是一台设有自动进气阀的液(水)冷、四缸、四冲程直排卧式活塞式汽油发动机(图1), 图1 “飞行者”一号发动机结构示意图汽缸内径101.5毫米,冲程104.8毫米,排量3.398升,压缩比4.4,长期工作功率9千瓦(约12马力),短期可达12千瓦(16马力),净重量64千克(无燃料),工作重量81千克(带燃料、水和附件),功重比约为0.148~0.20马力/千克。
这些指标不但令当时技术成熟的蒸汽机望尘莫及,在当时同类的活塞式发动机中也是佼佼者,完全可以满足飞行的要求。