民用航空燃气涡轮发动机原理发动机推力燃油消耗率计算

航空燃气涡轮发动机概述航空燃气涡轮发动机是现代航空工业中最重要的动力装置之一、它具有高效率、高功率密度和高可靠性等优点，被广泛应用于各类飞机中。

本文将概述航空燃气涡轮发动机的工作原理、结构组成、分类、性能指标以及未来发展方向等内容。

航空燃气涡轮发动机的工作原理基于燃烧室内的燃气推动涡轮。

它由压气机、燃烧室和涡轮组成。

首先，压气机将空气压缩，提高其温度和压力。

然后，压缩空气进入燃烧室，与燃料混合并燃烧，产生高温高压的燃气。

最后，高压燃气通过涡轮使其旋转，产生推力，并从尾喷管排出。

可见，航空燃气涡轮发动机的工作原理是通过涡轮驱动压气机，提供压缩空气并将其推向尾喷管。

航空燃气涡轮发动机的结构组成包括压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管和附属系统等。

压气机主要通过叶片的旋转将空气压缩，提高其温度和压力。

燃烧室用于将燃料与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气。

涡轮通过燃气的膨胀驱动压气机，使其继续工作，并产生推力。

尾喷管用于将高压燃气排出，并产生反作用力。

附属系统包括供油系统、冷却系统和控制系统等，用于保证发动机的正常运行。

航空燃气涡轮发动机可以根据压气机的工作循环分类为单转子和双转子发动机。

单转子发动机只有一个压气机和一个涡轮，如连杆式发动机。

双转子发动机具有两个对称的压气机和涡轮，如军用飞机上常用的分段式发动机。

根据尾喷管的形式，航空燃气涡轮发动机还可分为直喷式和径向喷管式。

航空燃气涡轮发动机的性能指标主要包括推力、燃油消耗率、比功率、绕程推力比和起动性能等。

推力是发动机提供的推动力量，决定飞机的加速能力和最大速度。

燃油消耗率是单位推力下消耗的燃油量，直接影响飞机的航程和经济性。

比功率是单位发动机质量下产生的推力，用于衡量发动机的功率密度。

绕程推力比是发动机在巡航状态下产生的推力与起飞推力的比值，用于衡量发动机的高空巡航性能。

起动性能包括发动机的起动时间和起动能力，在冷启动和热启动时对飞机的起飞和复飞具有重要影响。

民⽤航空燃⽓涡轮发动机原理,发动机推⼒,燃油消耗率计算民⽤航空燃⽓涡轮发动机原理课程设计学院：航空⼯程学院班级：姓名：学号：指导⽼师：⽬录⼀、序⾔ (1)⼀.热⼒计算的⽬的和作⽤---------------------------------2⼆.单轴涡喷发动机热⼒计算------------------------------3三.分别排⽓双轴涡扇发动机设计点热⼒计算-------7四.结果分析---------------------------------------------------14五.我的亮点-----------------------------------------------------18序⾔航空燃⽓涡轮发动机是现代飞机与直升机的主要动⼒，为飞机提供推⼒，为直升机提供转动旋翼的功率。

飞机或直升机在飞⾏中，⼀旦发动机损坏⽽停车，就会由于失去推⼒⽽丧失速度与⾼度，如果处理不当就会出现极为严重的事故。

因此发动机的正常⼯作与否，直接影响到飞⾏的安全，故称发动机为飞机的⼼脏。

在这次课程设计中，为了使结果更加准确，充分利⽤Matlab 在数值计算上的强⼤功能，运⽤polyfit 函数对a h 2*，a h 3*进⾏数值拟合，拟合的结果R=1，相关性⾮常的好。

其中空⽓的低压⽐热容与温度有关，使⽤与温度有关的经验公式，减⼩了误差。

热⼒计算的⽬的和作⽤发动机的设计点热⼒计算是指在给定的飞⾏和⼤⽓条件（飞⾏⾼度、马赫数和⼤⽓温度、压⼒），选定满⾜单位性能参数要求（单位推⼒和耗油率）的发动机⼯作过程参数，根据推⼒（功率）要求确定发动机的空⽓流量和特征尺⼨（涡轮导向器和尾喷管喉部尺⼨）。

设计点热⼒计算的⽬的：对选定的发动机⼯作过程参数和部件效率或损失系数，计算发动机各界⾯的⽓流参数以获得发动机的单位性能参数。

发动机设计点热⼒计算的已知条件：1)给定飞⾏条件和⼤⽓条件：飞⾏⾼度和飞⾏马赫数，⼤⽓温度和压⼒。

航发原理第三章涡轮喷气发动机的工作原理航空发动机知识发动机性能计算发动机设计是一个复杂的过程，需考虑应用对象、重量、成本、体积、寿命及噪音等诸多限制因素，需进行发动机设计点下的一些参数优化选择，继而进行发动机总体性能计算。

发动机设计点的性能将取决于设计状态下各部件的热力过程。

本章将介绍发动机主要工作过程参数对发动机单位性能参数的影响及设计点发动机性能计算方法。

航空发动机知识涡轮喷气发动机的主要单位性能参数发动机最重要的两个单位性能参数：1. 单位推力定义：Fs=F/qm ;2. 单位燃油定义：耗油率sfc=3600qmf/F。

发动机推力F通常由用户给定，提高Fs可降低流量qm,这意味着将减少发动机的重量和最大迎风面积，因此该参数对发动机总体性能影响十分重要。

如假定尾喷管完全膨胀(p9=p0),且忽略燃气与空气流量的差别，即qm=qmg , 则有单位推力：Fs=V9-V0航空发动机知识发动机主要工作过程参数概念在发动机工作过程中，用来描述气流沿程流动状态变化的参数,如P0、P1、pc 、T0、T1、T3* 。

.. 等参数称为发动机的工作过程参数。

其中压气机压比pc和涡轮前温度T3*是发动机的主要工作参数，也是设计时需要选择的重要参数。

航空发动机知识工作参数对单位性能的影响首先研究一下循环功。

若把压气机和进气道作为一个总的压缩过程，则每千克气体输入功为：Wc C p (T2* T0 ) C pT0 (p11) / hc其中：hc 为压缩过程的总效率，p=P2*/P0为总增压比。

若把涡轮和尾喷管作为一个总的膨胀过程(不计燃烧引起的总压损失),则每千克气体输出功：' ' * Wp C p (T3* T9 ) C p T3 (1 1 p' 1 ')h p其中hp 为膨胀过程的总效率。

航空发动机知识循环功与工作过程参数之间的关系发动机循环功代表发动机可以使用的能量(可用能量), 可以表示为：W循环功1 1 ' * W p Wc C pT3 1 ' 1 h p C pT0 p 1 hc ' p ' , T3* T0 , C p (1 1若取：e p1p1 '') C p (1 1p1)e 1 a hch p 则循环功：W循环功C pT0 ( 1) hc e(1)航空发动机知识循环功影响参数分析e 1 a hch p W循环功C pT0 ( 1) hc e 影响发动机循环功W的主要参数是压比p、温比, =1.02-1.04。

民用航空蜗轮燃气发动机原理100习题集1. 燃气涡轮发动机的分类（5种），它们结构上有什么区别（了解）2. 燃气涡轮发动机基本组成及各部件工作原理3. EGT 含义，为什么它是一个监控参数，压力比的定义4. 表征发动机推力的参数5. 理想循环热效率的推导以及它与*c π之间的关系6. 理想循环功的计算以及最佳增压比的含义、以及其影响因素7. 实际循环功的与哪些参数有关，最佳增压比的定义8. 实际循环热效率、循环功与哪些参数有关，最经济增压比的定义9. 为什么最经济增压比大于最佳增压比（考虑斜率的变化），为什么q 随着增压比增大而减小10. 实际循环中，指示功是否等于有效功，，有效功在各种发动机中的表现形式，如何理解下列公式rc rp i net e L L L L V V L --=+-=2)(22511. 发动机推力计算公式()()0555p p A V V q F m -+-=，()[]V q p f p A F m --=05*55λ如何应用，参考计算题12. 热效率、推进效率、总效率定义表达式以及它们之间的关系，热能—机械能---推进功过程中，损失如何分布？13. 单位推力的定义、sfc 的定义及表达式、Ma 一定，推导sfc 与0η之间的关系，su p F T T H c sfc )(3600*2*3-=推导14. 课后习题（第7题除外）15. 进气道的分类和组成16. 进气道总压恢复系数定义以及含义17. 进气道冲压比10212211211--???? ??-+=??? ??-+=γγγγγγσγσπRT V Ma i i i 影响因素 18. 压气机的分类19. 离心式压气机的组成及各部件简单工作原理20. 离心式压气机的优缺点21. 在离心式压气机中,静压的提高有两方面的原因22. 轴流式压气机的组成以及优缺点23. 轴流式压气机的基元级以及基元级平面叶栅是如何得到的？（理解）24. 掌握简化基元级速度三角形及其四个决定参数25. 基元级增压原理（见课后题）26. 基元级焓熵图的理解，如何在焓熵图上标出理想功和绝热功27. 掌握公式u w u c w u u c ?=?=（不要求推导）28. 如何理解“不论是叶轮还是整流器，空气增压都是高速旋转的叶片对空气作功的结果”29. 公式222222②①③②w w c c w c -+-=的含义30. 平面叶栅的几何参数、安装参数、气动参数，尤其是攻角定义、以及攻角与落后角、气流转折角关系δθαβ-+=?31. 叶型损失包括哪些损失？32. 攻角特性以及曲线变化原因分析？33. 从两个角度解释压气机叶片为什么作成扭转的？34. 多级轴流式压气机主要采取什么流程形式35. 轴流式压气机机匣的结构型式有哪几种？36. 多级轴流式压气机中各级的特点37. 压气机进气导向器内气流参数如何变化？掌握整流器与导向器的区别38. 压气机增压比与各级增压币之间的关系39. c w 与s c w ,*c η定义及表达式，熟练应用这些公式--=-*111*1,γγπγγc s c T R w 、()****-=-=1212T T c h h w p c 、*=c sc c w w η, 40. 压气机包括哪些损失41. 利用焓熵图证明整台压气机的效率低于各级压气机的效率42. 压气机功率计算公式、它随n 的变化规律43. 根据公式分析增压比、流量随n 的变化规律，12221136001-***+-=γγηπμγγπc cn D RT 44. 压气机特性以及流量特性的定义45. 喘振边界和堵塞边界的理解46. 根据攻角特性分析单极压气机流量特性曲线的变化原因47. 掌握流量、a c 1、攻角、c w 之间关系48. 流量系数以及它与攻角的关系，失速与堵塞概念49. 理解多级压气机偏离工况逐级放大作用，这里的偏离放大是指*,c C π的逐级放大50. 理解：如果两种流动状态相似，那么对应点上的所有无量刚参数都相等，对于压气机来说，也就意味着增压比和效率相等。

《民航概论》课程作业民用航空涡轮喷气发动机各部件简介及其工作原理姓名：***学院(系)：民航（飞行）学院专业：*************班级：0710103学号：******************二О一二年十二月二十四日民用航空涡轮喷气发动机各部件简介及其工作原理民用航空自开始以来，随着时代的变迁和人们生活水平的提升，正处于高速发展状态。

各经济发展较迅速的国家均争相发展自己的航空航天产业，民用航空则是一个关系民生的重要组成部分。

我国自1920年开通第一条航线以来，民航正处于跨越式发展阶段，无论是投入还是硬件设施，足以与发达国家相聘美。

然而发动机作为飞机的心脏，一直是遏制民航发展的一个瓶颈。

作为南京航空航天大学民航学院的一名学生，在学习了民航概论，飞行原理等课程后，通过参考各种文献和书籍，我在这仅其中的很小一部分，即航空涡轮喷气发动机发表自己的一些浅薄认知。

民用航空发动机作为飞机的核心，关系着整架飞机的运行及安全。

喷气涡轮发动机共由五部分组成：进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管。

每一个部分各自发挥着作用，又相互影响，相互制约。

1.进气道在民用航空中发动机一般是一个独立的整体，进气道也几乎与机身有一定间隔，并非作为一体化设计，当然也有将发动机与机身进行一体化设计的，一般在军用飞机中较为常见。

进气道作为发动机的起始部分，有着非常重要的作用，对整台发动机的工作有着重要的影响，甚至可以说，如果进气道出问题，整台发动机都不能工作甚至毁坏。

进气道的作用大致为：在各种状态下，将足量的空气以最小的流动损失，顺利地引入压气机；当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时，通过冲压压缩空气，提高空气的压力；在所有飞行条件和发动机工作状态下，进气道的增压过程避免过大的空间和时间上的气流不均匀性，以减少风扇或压气机喘振和叶片振动的危险；进气道的外阻力应尽可能小。

进气道有两种，分别是亚音速进气道和超音速进气道。

在民用航空中，安全始终是放在首要地位，因此绝大部分民用客机是工作在亚音速阶段。

发动机燃烧推力计算公式在航空航天领域，发动机燃烧推力是一个非常重要的参数。

燃烧推力的大小直接影响着飞行器的性能和效率。

因此，对于工程师和科研人员来说，准确计算发动机燃烧推力是至关重要的。

发动机燃烧推力的计算涉及到多个因素，包括燃料的燃烧效率、燃料的种类、发动机的设计和工作原理等。

在本文中，我们将讨论发动机燃烧推力的计算公式及其相关的参数。

首先，我们来看一下发动机燃烧推力的定义。

发动机燃烧推力是指发动机在燃烧燃料时产生的推力，它是由燃料燃烧产生的高温高压气体在喷嘴出口产生的动量变化而产生的。

发动机燃烧推力的计算公式可以表示为：F = ṁ Ve + (pe p0) Ae。

其中，F表示发动机的燃烧推力，ṁ表示燃料的质量流率，Ve表示喷气速度，pe表示喷嘴出口的压力，p0表示环境压力，Ae表示喷嘴出口的面积。

在这个公式中，第一项ṁ Ve表示由于燃料的质量流率产生的动量变化所产生的推力，第二项(pe p0) Ae表示由于压力差在喷嘴出口产生的推力。

在实际应用中，发动机燃烧推力的计算需要考虑多个因素。

首先，燃料的燃烧效率对燃烧推力的大小有着重要影响。

燃料的燃烧效率越高，产生的推力就越大。

其次，燃料的种类也会影响燃烧推力的大小。

不同种类的燃料其燃烧产生的气体性质不同，因此产生的推力也会有所不同。

此外，发动机的设计和工作原理也会影响燃烧推力的大小。

不同类型的发动机其工作原理和结构不同，因此产生的燃烧推力也会有所不同。

除了上述因素外，环境条件也会对燃烧推力的计算产生影响。

例如，气温、气压等环境参数的变化都会对燃烧推力的大小产生影响。

因此，在实际应用中，需要对这些因素进行综合考虑，才能准确计算发动机的燃烧推力。

在航空航天领域，发动机燃烧推力的计算是非常重要的。

准确的燃烧推力计算可以帮助工程师和科研人员评估飞行器的性能和效率，指导发动机的设计和优化。

因此，对于发动机燃烧推力的计算公式及其相关参数的理解和掌握是非常必要的。