航空发动机概述解析(1)

【涨知识】航空发动机工作原理和专业名词简介摘要今天小编为大家简单介绍一下航空发动机方面的基础知识，包括它的原理，它有哪些部件组成，以及常见的一些专业名词。

航空发动机的工作原理空气通过进气道减速增压，并以最小的流动损失进入到压气机。

压气机以高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气的压力。

高压空气进入燃烧室，在燃烧室内与燃油充分混合后燃烧，产生高温高压的气体进入涡轮。

高温高压的气体首先在涡轮中膨胀，推动涡轮高速旋转带动风扇（涡扇发动机的主要推力由风扇产生）和压气机。

随后燃气在尾喷管中继续膨胀，提高燃气速度，使之高速喷出，产生推力。

航空发动机的五大部件航空发动机主要分为五大部件，分别是进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管，下文将对各大部件逐一进行介绍：进气道航空发动机进气道主要的作用是在各种工作状态下，能够将足够量的空气，以最小的流动损失，引入压气机。

进气道可分为亚音速进气道和超音速进气道，民航发动机的进气道多为亚音速进气道。

亚音速进气道是扩张型的管道。

它由壳体和整流锥组成。

进气道的前端如图所示是扩张型的管道，而前整流锥的后部管道稍微有些收敛。

气体进入进气道后，速度会下降，压力和温度都会上升，形成减速增压的过程。

经过整流锥后，气体的速度会稍有上升，压力和温度略会降低，气体能较均匀地流入压气机，保证压气的正常工作。

压气机压气机是航空发动机的重要组成部分之一。

它的主要作用是通过高速旋转的叶片对空气做功，对流过它的空气进行压缩，提高空气的压力，为之后在气体在燃烧室中的燃烧创造条件，以改善发动机的经济性，增加发动机的推力。

压气机从构型上可以分为离心式和轴流式两种。

评定压气机性能的主要指标是增压比、效率、外廓尺寸和重量等。

此外，轴流式压气机较离心式压气机相比，增压比大，效率高，单位空气流量大。

故现役的民航发动机多为轴流式压气机。

航空发动机的压气机部分也可分为低压部分和高压部分。

低压部分包括风扇和低压压气机，高压部分包括高压压气机。

航空发动机原理图文解析航空发动机原理--螺桨风扇发动机螺桨风扇发动机是一种介于涡轮风扇发动机和涡轮螺旋桨发动机之间的一种发动机形式，其目标是将前者的高速性能和后者的经济性结合起来，目前正处于研究和实验阶段。

螺桨风扇发动机的结构见图，它由燃气发生器和一副螺桨-风扇（因为实在无法给这个又象螺旋桨又象风扇的东东起个名字，只好叫它螺桨-风扇）组成。

螺桨-风扇由涡轮驱动，无涵道外壳，装有减速器，从这些来看它有一点象螺旋桨；但是它的直径比普通螺旋桨小，叶片数目也多（一般有6〜8叶），叶片又薄又宽，而且前缘后掠，这些又有些类似于风扇叶片。

根据涡轮风扇发动机的原理，在飞行速度不变的情况下，涵道比越高，推进效率就越高，因此现代新型不加力涡轮风扇发动机的涵道比越来越大，已经接近了结构所能承受的极限；而去掉了涵道的涡轮螺旋桨发动机尽管效率较高，但由于螺旋桨的速度限制无法应用于M0.8~M0.95 的现代高亚音速大型宽体客机，螺桨风扇发动机的概念则应运而生由于无涵道外壳，螺桨风扇发动机的涵道比可以很大，以正在研究中的一种发动机为例，在飞行速度为M0.8时，带动的空气量约为内涵空气流量的100 倍，相当于涵道比为100，这是涡轮风扇发动机所望尘莫及的，将其应用于飞机上，可将高空巡航耗油率较目前高涵道比轮风扇发动机降低15%左右。

同涡轮螺旋桨发动机相比，螺桨风扇发动机的可用速度又高很多，这是由它们叶片形状不同所决定的。

普通螺旋桨叶片的叶型厚度大以保证强度，弯度大以保证升力系数，从剖面来看，这种叶型实际上就是典型的低速飞机的机翼剖面形状，它在低速情况下效率很高，但一旦接近音速，效率就急剧下降，因此装有涡轮螺旋桨发动机的飞机速度限制在M0.6~M0.65 左右；而螺桨-风扇的既宽且薄、前缘尖锐并带有后掠的叶型则类似于超音速机翼的剖面形状，这种叶型的跨音速性能就要好的多，在飞行速度为M0.8时仍有良好的推进效率，是目前新型发动机中最有希望的一种。

航空发动机概述解析喷气发动机是使用喷气推力推动飞机飞行的发动机。

它的工作原理是，通过燃烧室中的燃料燃烧产生高温高压气流，然后将气流经过喷嘴迅速排出，产生的离心推力推动飞机向前飞行。

喷气发动机具有推力大、能量利用率高的特点，适用于高速、远程飞行。

涡扇发动机是一种结合了涡轮和涡桨技术的发动机。

它的工作原理是，通过燃烧室中的燃料燃烧产生高温高压气流，然后通过涡轮驱动涡桨，在涡轮的作用下产生的气流既产生推力，同时也驱动涡桨产生升力。

涡扇发动机具有推力和升力兼备的特点，适用于短距离起降和低速/垂直起降的飞行任务。

1.压气机：压气机是将空气压缩为高压气体的关键部件。

它通常由多级轴流式压气机和多级离心式压气机组成。

轴流式压气机的压缩空气流向与发动机轴线平行，压缩效率高；离心式压气机的压缩空气在转子内壁上流动，压缩效率较低。

2.燃烧室：燃烧室是燃料燃烧的区域，它将燃料和压缩空气混合并点火燃烧。

燃烧室结构复杂，需要满足高温高压下的燃烧要求，并尽可能减少排放物的产生。

3.涡轮：涡轮是推动喷气发动机和涡扇发动机的核心部件，包括高压涡轮和低压涡轮。

燃气在高温高压下冲击涡轮，使涡轮旋转并带动压气机和涡桨运转。

4.尾喷口：尾喷口是喷气发动机的出口，通过控制尾喷口形状和大小，可以调节喷气流的方向和推力大小。

喷气流的速度越大，推力越大。

5.涡桨：涡扇发动机中的涡桨是产生升力的关键部件，它由多个叶片组成，通过涡轮驱动旋转，产生气流带动飞机上升。

涡桨的叶片形状和数量可以根据飞行任务的需求进行调整。

近年来，随着航空技术的不断发展，航空发动机也在不断创新和改进。

例如，涡扇发动机的高涵道比设计可以提高推力和燃油效率；使用复合材料和先进制造工艺可以减轻发动机重量；采用全电控制系统可以提高发动机的控制性能等。

总之，航空发动机是现代飞机的核心动力装置，它的设计和性能直接影响着飞机的运行效率、经济性和安全性。

随着航空技术的不断进步，航空发动机也在不断创新和优化，为飞机提供更高的性能和可靠性。

航空发动机的原理与性能分析一、航空发动机简介航空发动机是现代民用和军用飞机的核心动力装置，它的性能直接关系到飞机的飞行效率和安全性。

基本的航空发动机结构由压气机、燃烧室、涡轮和喷气管等组成。

航空发动机性能分析的核心是确定其推力、燃油效率和维护成本等指标。

下面将分别从发动机工作原理和性能特点两个方面对航空发动机进行分析。

二、航空发动机工作原理航空发动机的工作原理是将喷口高速喷出的空气与燃料混合后，点火燃烧，产生高温的燃气，通过涡轮马达驱动压气机进一步压缩空气，形成高速、高温喷出的喷气流，推动飞机前进。

具体来说，航空发动机的工作流程可以分为以下几个阶段：1.压气机阶段：将空气由压气机压缩多次，增加其密度，提高进入燃烧室的空气温度和压力。

2.燃烧室阶段：在燃烧室内喷入燃油，燃烧后的高温高压燃气膨胀推动喷气流发生器转动，并在转轮上输出动力。

3.涡轮阶段：利用涡轮将燃气高速喷出，进一步驱动压气机，形成闭合的运转过程。

4.喷气流阶段：燃烧后的高速、高温燃气通过喷气管，在喷管一端形成高速、高温的喷气流，从而推动飞机进行飞行。

以上流程是航空发动机原理的基本过程，通过不断的循环完成对飞机的驱动推进。

三、航空发动机性能特点在了解了航空发动机工作原理的基础上，下面进一步来分析其性能特点。

1.推力:指发动机输出的推力大小，即使得飞机向前推进的力量。

影响因素包括发动机旋转速度、进气口面积、涡轮尺寸等。

在飞机设计和选型期间，需要根据飞行任务和飞机结构分析，选择推力最适合的发动机。

2.燃油效率:指发动机单位时间内消耗的燃油量所提供的推力比例。

高效的航空发动机可以使飞机的续航时间更长，减少航空燃料消耗，降低空气污染。

3.维护成本:因为航空发动机是复杂的机械装置，一旦发生故障的修理维护成本将十分高昂。

航空发动机的可靠性、寿命和维护成本是工程设计的重要内容之一。

4.噪音和振动:航空发动机的噪音和振动对于飞机驾驶员和乘客的健康和安全也有很较大的影响。

世界航空发动机手册一、航空发动机概述1.定义与作用航空发动机，又称航空动力装置，是飞机的心脏，为飞机提供所需的推力。

它将燃料的化学能通过燃烧转化为高温高压气体的动能，进而推动涡轮旋转，最终输出推力。

2.分类与发展历程航空发动机按照用途可分为涡喷发动机、涡扇发动机、涡轮螺旋桨发动机等。

随着科技的进步，航空发动机不断更新换代，性能不断提高，燃油消耗降低，环保性更强。

二、航空发动机的主要部件与工作原理1.进气道进气道负责将空气引入发动机，其设计要考虑到气流的速度、压力和流向，以满足压气机对气流的要求。

2.压气机压气机负责提高空气的密度，通过级间压缩，将高速气流转化为高压气流。

压气机的性能直接影响到发动机的推力。

3.燃烧室燃烧室将燃料与空气混合并点燃，产生高温高压气体。

燃烧室的設計要保证燃料的充分燃烧，减少排放污染。

4.涡轮涡轮旋转并将高温高压气体的动能转化为机械能，推动压气机和喷口。

涡轮的寿命和可靠性对发动机的整体性能至关重要。

5.喷口喷口将高温高压气体排放到空气中，产生推力。

喷口的设计要考虑到气流的扩散角度、速度分布等因素，以提高推力性能。

三、航空发动机的性能指标与评价1.推力与功率推力是航空发动机最基本的性能指标，决定了飞机的飞行速度和载荷能力。

功率则是发动机产生推力的能力，与燃油消耗和效率密切相关。

2.燃油消耗与效率燃油消耗直接影响到飞机的续航能力和运营成本。

发动机的效率是指输出功率与输入燃油能量之间的比值，越高表示发动机的能量利用越充分。

3.寿命与可靠性航空发动机要在高温、高压、高速等极端环境下工作，因此寿命和可靠性至关重要。

长寿命、高可靠性的发动机有助于降低维修成本和确保飞行安全。

四、世界航空发动机产业现状与趋势1.主要制造商与竞争格局世界航空发动机市场主要由美国通用电气（GE）、普拉特·惠特尼（P&W）、英国罗罗（Rolls-Royce）和法国赛峰（Safran）等制造商主导。

基本介绍编辑航空发动机自从飞机问世以来的几十年中,发动机得到了迅速的发展,从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机,到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机,还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等,时至今日,航空发动机已经形成了一个种类繁多,用途各不相同的大家族。

航空发动机就是飞机的心脏,就是飞机性能的决定因素之一。

由于战斗机发动机要在高温、高压、高转速与高负荷的环境中长期反复地工作,而且还要求具有重量轻、体积小、推力大、使用安全可靠及经济性好等特点,因此,目前世界上真正具备独立研制发动机的国家只有美、俄、英、法、中等少数几个。

中国航空发动机的研制就是在新中国成立后一片空白的基础上发展起来的,从最初的仿制、改进、改型到今天可以独立设计制造高性能航空发动机,走过了一条布满荆棘的发展道路。

历史发展编辑活塞式发动机时期航空发动机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,成功地用到她们的"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。

但它就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,航空特别就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架就是法国飞机,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。

世界航空发动机手册一、航空发动机概述1.定义与作用航空发动机，作为飞机的“心脏”，是为飞行器提供动力的核心部件。

它将燃料的化学能转化为气流的动能，推动飞行器前进。

发动机的性能直接影响着飞机的飞行速度、高度、航程等各项性能指标。

2.发展历程与现状自从1903年美国莱特兄弟发明飞机以来，航空发动机就进入了人们的视野。

经过一百多年的发展，航空发动机技术不断革新，性能不断提高。

目前，世界上的航空发动机主要有涡喷、涡扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴等类型。

二、航空发动机类型及特点1.涡喷发动机涡喷发动机是一种轴流式发动机，具有结构简单、重量轻、推力大等特点。

它广泛应用于战斗机和部分民用飞机上。

2.涡扇发动机涡扇发动机是一种高效率、低噪音、大推力的发动机，分为小涵道比和大涵道比两种。

它主要用于大型客机和军用运输机。

3.涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种涡轮轴发动机的变种，具有较高的燃油效率和较低的噪音。

它主要应用于小型飞机和直升机。

4.涡轮轴发动机涡轮轴发动机是一种高速、高功率的发动机，主要用于直升机和部分军用飞机。

三、航空发动机关键技术1.高压比、高效率的压气机设计压气机是航空发动机的核心部件之一，其高压比和高效率对于提高发动机的整体性能至关重要。

设计师们需要不断优化压气机的气流布局、叶片形状等参数，以实现更高的压缩比和效率。

2.高效低污染的燃烧室设计燃烧室的设计关系到发动机的燃油消耗、排放污染物和噪音水平。

为了实现高效低污染的燃烧，设计师们需要研究新型燃烧过程、喷嘴结构和燃烧室形状。

3.高温材料及冷却技术随着航空发动机性能的提高，涡轮前温度不断升高，对高温材料和冷却技术提出了更高的要求。

研发新型高温材料和高效的冷却系统，是提高发动机寿命和可靠性的关键。

4.高精度、高可靠性的控制系统航空发动机控制系统是发动机正常运行的保证。

采用高精度、高可靠性的传感器和执行器，以及先进的控制算法，可以确保发动机在各种工况下的稳定运行。

航空发动机原理知识点精讲航空发动机是飞机的核心动力装置，它通过将燃料和空气混合并在燃烧室中燃烧，产生高温高压气体，从而驱动飞机前进。

本文将深入探讨航空发动机的基本原理和相关知识点。

一、航空发动机的分类根据工作原理和结构特点，航空发动机可分为喷气发动机和涡扇发动机两大类。

1. 喷气发动机喷气发动机是通过向后排放高速喷射的气流来产生推力，从而推动飞机前进。

其基本构造包括压气机、燃烧室、涡轮和喷管。

压气机负责将空气压缩成高压气体，燃烧室将燃料燃烧与高压气体混合，涡轮则由燃烧室排出的高温高压气体驱动，最后喷管将高速喷射的气流排出。

2. 涡扇发动机涡扇发动机是在喷气发动机的基础上发展而来的，它在喷气发动机的喷管外面增加了一圈风扇。

这个风扇由一个或多个大型的鼓风机构成，它能够将外界空气吸入并向外推出。

涡扇发动机通过喷气推力和风扇推力的叠加，提高了推力和效率。

二、航空发动机的工作循环航空发动机的工作循环指的是发动机在一个完整工作周期内的各个阶段。

1. 吸气阶段在吸气阶段，压气机通过旋转的叶片将天然空气吸入发动机内部，并通过压缩使其压力增加。

通过吸气口、进气道和引气道，空气被引导进入压气机。

2. 压缩阶段在压缩阶段，空气经过压气机的多级压缩，压力逐渐增加。

这样做的目的是为了提高燃烧室内气体的温度和密度，从而提高燃烧效率。

3. 燃烧阶段在燃烧阶段，燃料被喷入燃烧室，与高压空气混合并燃烧。

然后，燃烧释放的高温高压气体驱动涡轮旋转，同时通过引射式喷嘴喷出来产生喷气推力。

4. 排气阶段在排气阶段，高温高压气体驱动涡轮运动后，剩余的高温高压气体被喷出喷管，产生喷气推力。

在喷气过程中，喷气推力作用于飞机，推动其向前运动。

三、航空发动机的性能参数航空发动机的性能参数主要包括推力、燃油消耗率和高空性能指标。

1. 推力推力是航空发动机最重要的性能参数之一，它决定了飞机的加速度和速度。

推力大小与发动机工作时喷气速度和气流量有关，一般通过推力试验来测量。

航发原理1、燃气涡轮发动机工作原理1.1、航空发动机概述活塞、涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、桨扇，短距离垂直起降动力装置。

1.2、燃气涡轮发动机的工作原理空气连续不断地被吸入压气机，并在其中压缩增压后，进入燃烧室中喷油燃烧成为高温高压燃气，再进入涡轮中膨胀做功。

燃烧的膨胀功必然大于空气在压气机中被压缩所需要的压缩功，使得有部分富余功可以被利用。

燃气涡轮发动机的膨胀功可以分为两部分：一部分膨胀功通过传动轴传给压气机，用以压缩吸入燃气涡轮发动机的空气；另一部分膨胀功则对外输出，作为飞机、舰船、车辆或发电机等的动力装置。

1.3、喷气发动机热力循环（P123）涡喷发动机的理想循环：（p-v 、压力-比体积）等熵压缩：进气道、压气机（0、2、3，特征截面）等压加热：燃烧室（3、4）等熵膨胀：涡轮、喷管（4、5、9）等压放热：大气环境（9、0）（P125）理想循环功L id =q 1−q 2=C p (T t4−T t3)−C p (T 9−T 0)=C p T 0（e −1）（∆e −1）T t4T 0=∆ 加热比 （P t3P 0）k−1k =e P t3P 0=π 总增压比 加热比增加，理想循环功增加。

总增压比为1，理想循环功为0；总增压比为最大，理想循环功为0；存在使理想循环功最大的最佳增压比πopt 。

从物理意义分析，影响理想循环功L id 的是加热量q 1和热效率两个因素。

当π从1.0开始增加时，热效率急剧增加，使L id 增加，一直达到其最大值；此后π继续增加则q 1的减小起了主导作用，使L id 下降。

e opt =√∆πopt =∆k2（k−1）L id =C p T 0（√∆−1）2ηti =1−1πk−1k 只与总增压比有关对应于有效功最大值的最佳增压比πopt 远小于对应于最大热效率的增压比πopt ′。

1.4、喷气发动机的推力（P13）F eff =F −X d −X p −X fX d :进气道附加阻力X p :短舱压差阻力X f:摩擦阻力F=W9c9+(p9−p0)A9−W a c0 1.5、涡喷发动机的总效率、热效率及推进效率η0=ηtηpηp=21+c9c0=推进功循环有效功遗留在空中的动能损失，称为离速损失，排气速度和飞行速度差别越大，动能损失越多。

航空发动机基础知识：几种航空发动机简介飞行器发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力，是飞行器的心脏。

自从飞机问世以来的几十年中，发动机得到了迅速的发展，从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机，时至今日，飞行器发动机已经形成了一个种类繁多，用途各不相同的大家族。

飞行器发动机常见的分类原则有两种：按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。

按发动机是否须空气参加工作，飞行器发动机可分为两类，大约如下所示：吸空气发动机简称吸气式发动机，它必须吸进空气作为燃料的氧化剂（助燃剂），所以不能到稠密大气层之外的空间工作，只能作为航空器的发动机。

一般所说的航空发动机即指这类发动机。

如根据吸气式发动机工作原理的不同，吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。

火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机，航天器由于需要飞到大气层外，所以必须安装这种发动机。

它也可用作航空器的助推动力。

按形成喷气流动能的能源不同，火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。

按产生推进动力的原理不同，飞行器的发动机又可分为直接反作用力发动机、间接反作用力发动机两类。

直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流，产生向前的反作用力来推进飞行器。

直接反作用力发动机又叫喷气式发动机，这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机，脉动喷气式发动机，火箭喷气式发动机等。

间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功，使空气加速向后（向下）流动时，空气对螺旋桨（旋翼）产生反作用力来推进飞行器。

这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。

而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力，也有间接反作用力，但常将其划归直接反作用力发动机一类，所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。

一、活塞式发动机航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合，在密闭的容器（气缸）内燃烧，膨胀作功的机械。