民用客机主流航空发动机简介
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航用发动机航空发动机主要用来产生拉力或推力,使飞机前进。
其次还可以为飞机上的用电设备提供电力,为空调设备等用气设备提供气源。
按照工作原理来分,可以将航空发动机分为:(1)活塞发动机;(2)喷气发动机:涡轮喷射发动机;涡轮螺旋桨发动机;涡轮风扇发动机;涡轮轴发动机;(3)火箭发动机;(4)冲压发动机;(5)爆震发动机。
目前在民用航空器里,应用最广泛的是喷气发动机,以下就涡轮喷射发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机分别作具体介绍。
涡轮喷射发动机:涡轮喷气发动机(Turbojet)(简称涡喷发动机)是一种涡轮发动机。
特点是完全依赖燃气流产生推力。
通常用作高速飞机的动力。
油耗比涡轮扇发动机高。
涡喷发动机分为离心式与轴流式两种,相比起离心式涡喷发动机,轴流式具有横截面小,压缩比高的优点,但是需要较高品质的材料。
当今的涡喷发动机均为轴流式。
动力原理:涡轮喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。
其原理简单的来说,空气进入进气道,在压气机的作用下增大压力,然后在燃烧室与燃料充分燃烧,带动涡轮旋转,产生高温高压燃气,然后在尾喷管中继续膨胀,从喷口向后排出。
这一速度比气流进入发动机的速度大得多,以反作用力提供动力。
现代战斗机有时需要短时间增大推力,比如起飞,格斗时作出各种机动动作等。
所以在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,温度急剧升高,可以使推力立即增加1.5倍左右。
但极耗油,而且非常损耗发动机寿命,只能开十几秒左右。
使用情况:涡喷发动机适合航行的范围很广,从低空低亚音速到高空超音速飞机都广泛应用。
与涡轮扇发动机相比,涡喷发动机燃油经济性要差一些,但是高速性能要优于涡扇,特别是高空高速性能。
涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机可以理解成一个超大涵道比的涡轮风扇发动机,其外部的风扇就相当于涡扇发动机的外涵道。
由于涵道比超大,尾喷口产生的推力只有总推力的一点点,而且相对于涡扇发动机更加省油,在低速状态下拥有更好的性能,但由于螺旋桨的制约,速度只能维持在900KM以下。
盘点全球十大民用涡扇发动机随着航空业的不断发展,民用涡扇发动机已经成为现代航空的重要组成部分。
涡扇发动机的高效性、低噪音和低排放使其成为航空业的首选。
在全球范围内,有许多著名的民用涡扇发动机,下面我们来盘点一下全球十大民用涡扇发动机。
1. CFM56-5B:这是一款由CFM国际公司生产的发动机,它是全球最畅销的民用涡扇发动机之一。
它的高效性和可靠性使其成为了许多航空公司的首选。
2. GE90-115B:这是一款由通用电气公司生产的发动机,它是目前世界上最大的民用涡扇发动机。
它的推力达到了115,000磅,可以为大型客机提供强大的动力。
3. Trent 1000:这是一款由罗尔斯·罗伊斯公司生产的发动机,它是波音787梦想客机的首选发动机。
它的高效性和低噪音使其成为了航空业的领先者。
4. PW4000:这是一款由普惠公司生产的发动机,它是波音747和767客机的首选发动机。
它的高效性和可靠性使其成为了许多航空公司的首选。
5. LEAP-1A:这是一款由CFM国际公司生产的发动机,它是空客A320neo客机的首选发动机。
它的高效性和低噪音使其成为了航空业的领先者。
6. GEnx:这是一款由通用电气公司生产的发动机,它是波音747-8和787客机的首选发动机。
它的高效性和低噪音使其成为了航空业的领先者。
7. Trent XWB:这是一款由罗尔斯·罗伊斯公司生产的发动机,它是空客A350客机的首选发动机。
它的高效性和低噪音使其成为了航空业的领先者。
8. CF34:这是一款由CFM国际公司生产的发动机,它是庞巴迪CRJ系列客机和EMBRAER E-Jet系列客机的首选发动机。
它的高效性和可靠性使其成为了许多航空公司的首选。
9. V2500:这是一款由普惠公司生产的发动机,它是空客A320系列客机的首选发动机。
它的高效性和可靠性使其成为了许多航空公司的首选。
10. CFM56-7B:这是一款由CFM国际公司生产的发动机,它是波音737系列客机的首选发动机。
航空发动机是航空器的“心脏”,负责提供推力和动力,保障了航班的正常进行。
目前,航空发动机已经发展出多种类型,以下是对各种类型的详细介绍:一、活塞发动机作用原理活塞发动机的作用原理是将燃油混合氧气在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气体驱动活塞运动,进而带动飞机的运动。
分类活塞发动机主要有两种类型:往复式活塞发动机和转子式发动机。
前者通过活塞上下往复运动来产生推力,后者则通过转子的旋转来产生推力。
应用活塞发动机主要应用于小型飞机和私人飞机。
二、涡轮螺旋桨发动机作用原理涡轮螺旋桨发动机将燃油喷入燃烧室燃烧,产生高温高压气体驱动涡轮旋转,进而带动螺旋桨运动。
分类涡轮螺旋桨发动机主要分为两种类型:涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。
前者的螺旋桨通过涡轮驱动,后者则直接通过涡轮驱动飞机的轴。
应用涡轮螺旋桨发动机主要应用于小型客机和区域航班。
三、涡轮喷气发动机作用原理涡轮喷气发动机将压缩空气加燃油喷入燃烧室,产生高温高压气体驱动涡轮旋转,进而带动喷气发动机产生的推力。
分类涡轮喷气发动机主要分为两种类型:低涵道比涡轮喷气发动机和高涵道比涡轮喷气发动机。
前者推力大、噪音小,后者则可以提供更高的推力。
应用涡轮喷气发动机主要应用于商用客机和军用飞机四.涡扇发动机涡扇发动机是一种将空气加速并喷出产生推力的发动机。
其工作原理基于伯努利原理,将高速气流推出发动机后方,产生反作用力,从而推动飞机前进。
涡扇发动机结构复杂,由多个部件组成,包括压气机、燃烧室、涡轮等。
涡扇发动机广泛应用于商用客机和军用飞机中,其中最著名的是波音公司的737和747系列客机。
五.螺旋桨发动机螺旋桨发动机是一种将空气吸入发动机,经由压缩后,通过螺旋桨将高速气流推出产生推力的发动机。
螺旋桨发动机工作原理基于牛顿第三定律,以螺旋桨的旋转将气流推出发动机后方,产生反作用力,从而推动飞机前进。
螺旋桨发动机结构简单,耗能少,适用于低速飞行,如小型飞机、直升机等。
螺旋桨发动机在航空领域的历史悠久,早期航班和军用运输机都使用了螺旋桨发动机。
AL-31F发动机 - 简介AL-31F是由俄罗斯留里卡"土星"科研生产联合体研制的带加力燃烧室的涡扇发动机。
该联合体前身是留里卡设计局,组建于1946年,是前苏联的主要战斗机发动机设计局。
在上世纪60年代,留里卡研制了AL-21F系列涡轮喷气发动机,其最大加力推力达11000daN。
1970~1974年投入生产,广泛用于苏-17、苏-20、苏-22、苏-24和米格-23战斗机上。
在AL-21基础上,1976年(另一说法是1973年)留里卡开始研制AL-31F发动机。
1985年该发动机研制达标后,用于苏-27、苏-30和苏-35战斗机。
AL-31F的结构形式是双转子加力式涡扇发动机。
推力范围:加力12250daN,中间7620daN。
每台价格300万美元。
AL-31F有一些改进型,其中包括带矢量推力喷管的改进型AL-31FP发动机。
从总体上讲,作为苏-27战机的专用动力装置AL-31F发动机,其性能是优良的,具有明显优势。
(1)尺寸小,推力大。
其涡轮具有有效的冷却系统和良好的热力学特性;压气机增压快速,发动机结构紧凑,保证飞机有较高的推力和良好的机动性。
(2)稳定性高。
可使用在苏-27飞机的各种飞行高度和速度下,即使飞机在以M2的速度进入平螺旋、直螺旋、翻转螺旋和进气道喘振的情况下,发动机工作仍然极其稳定。
喘振消除系统、空中自动点火系统、主燃烧室和加力燃烧室的再次启动系统等可保证在使用机载武器时动力装置的工作可靠性。
(3)维修简便。
该发动机采用单元体结构,由14个单元体组成,因此,如果出现某些损坏,不需要全部更换,只替换下有故障的单元体即可。
这样,在使用条件下进行发动机维修时,可更换其中的6个单元体。
(4)使用寿命长。
AL-31F可根据其技术状况而使用,只要发动机还正常,就可以一直使用下去,而现代化水平的诊断设备可保证飞行安全。
但其使用寿命也有一个限度,一般认为该发动机第一次维修前的使用寿命可达1000h,总使用寿命应该不少于10年。
民航客机发动机种类
民航客机发动机是支撑飞机飞行的核心部件之一,其种类不同,具有的性能也各有千秋。
本文将就民航客机发动机的种类进行介绍,为广大航空爱好者提供指导意义。
1.涡轮风扇发动机
涡轮风扇发动机是民航客机常用的一种发动机,也是当今最为先进的民航客机发动机。
它采用了涡轮增压技术,以大量的冷气流与少量的燃料混合燃烧,使发动机的输出功率大大提高。
同时,涡轮风扇发动机的效率高、噪音小,成为现代民航客机的主流发动机。
2.涡轮螺旋桨发动机
涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮增压技术应用到螺旋桨发动机上的发动机。
它提高了螺旋桨发动机的输出功率和运转效率,使得速度和燃油效率都比常规螺旋桨发动机有所提高。
由于涡轮螺旋桨发动机的体积相对小,噪音较低,被广泛应用于地区性运输、通勤型客机等领域。
3.涡喷发动机
涡喷发动机是一种依靠高速喷射气流来推动飞机前进的发动机。
它采用涡轮增压和高速喷射气流的组合,具有噪音小、动力强、维修简单等特点,被广泛应用于军用和商业航空领域。
4.活塞发动机
活塞发动机是一种通过往复活塞运动将化学能转化为机械能的发动机。
虽然它的体积相对较大,噪音较高,但它具有结构简单、可靠性高的优点,被广泛应用于私人飞机和轻型运输飞机等领域。
综上所述,不同种类的民航客机发动机各具特点,应根据航空器的类型、任务和运营环境来选择适合的发动机。
在选择之前,需要对各类发动机的性能进行全面比较和评估,以确保飞行的安全和效率。
航空发动机分类及用途
航空发动机是指用于飞机、直升机等航空器的动力装置,它们的分类有以下几种:
1. 涡轮喷气发动机:也称为涡喷发动机,是目前主流的航空发动机类型。
它通过将空气压缩并与燃油混合燃烧,产生高温高压的气流来推动飞机飞行。
2. 活塞发动机:也称为内燃机,是一种使用燃油和空气混合物燃烧产生能量的发动机。
它通过活塞来将能量转化为机械能,推动飞机飞行。
3. 涡轮螺旋桨发动机:也称为涡桨发动机,它结合了涡轮发动机和螺旋桨的优点,可以在低空和较短跑道上起降。
它通过将空气压缩并与燃油混合燃烧,推动旋转的螺旋桨来推动飞机飞行。
4. 喷气螺旋桨发动机:也称为涡喷螺旋桨发动机,它结合了涡轮喷气发动机和螺旋桨的优点,可以在低空和较短跑道上起降。
它通过将空气压缩并与燃油混合燃烧,推动旋转的螺旋桨来推动飞机飞行。
航空发动机的用途包括商业航空、军事航空、私人飞行等。
不同类型的发动机在不同的航空领域有着不同的应用,例如涡轮喷气发动机主要用于商业航空,而活塞发动机主要用于私人飞行。
航空发动机的分类和用途对于航空领域的发展有着重要的作用。
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民用航空发动机制造商及主要产品目录1. 通用电气航空(GE Aviation):该公司是全球最大的民用航空发动机制造商之一、其主要产品目录包括:-GE90:这是一种高推力的涡轮风扇发动机,由波音777系列飞机使用。
- GEnx:这是一种用于广泛使用的宽体喷气式客机的高效率发动机,由波音787系列和部分波音747-8系列飞机使用。
-CFM56:这是一种中推力的涡扇发动机,由波音737系列、空客A320系列和其他窄体客机使用。
2. 普惠(Pratt & Whitney):该公司也是一家全球知名的民用航空发动机制造商。
其主要产品目录包括:- PW1000G:这是一种新一代的高推力涡轮风扇发动机,由空客A320neo系列飞机和部分空客A220系列飞机使用。
-PW4000:这是一种用于广泛使用的宽体喷气客机的发动机,由波音747、767和777系列飞机使用。
-PW6000:这是一种用于区域喷气客机的发动机,由空客A318系列飞机使用。
3. 力帆航空发动机(CFM International):这是一个由通用电气航空和法国公司Safran Aircraft Engines共同成立的合资公司。
其主要产品目录包括:- LEAP:这是一种新一代的高效率涡轮风扇发动机,由波音737 MAX 和空客A320neo系列飞机使用。
-CFM56:这是一种中推力的涡扇发动机,由波音737系列、空客A320系列和其他窄体客机使用。
4. 罗尔斯-罗伊斯(Rolls-Royce):该公司是英国的一个知名航空发动机制造商。
其主要产品目录包括:- Trent系列:这是一种广泛使用的宽体喷气客机发动机,由空客A330、A340、A350和波音777系列飞机使用。
-RB211系列:这是一种用于宽体喷气客机的发动机,由波音747、767和空客A300系列飞机使用。
5.国际航空发动机公司(IAE):这是一个由多家航空发动机制造商组成的国际合作组织。
世界六大民用航空发动机制造商及主要产品导读:所谓6大航发公司,其实都是通用、普惠、罗罗,其他3家都不过是前面3家公司合纵连横的产物。
一、通用电气公司(简称GE公司)通用电气公司是在1941年开始进入航空发动机制造领域,依靠CF6系列发动机及合资CFMI生产的CFM56系列发动机两款非常成功的发动机奠定了其在航空发动机制造领域的领先地位。
GE公司主要的涡轮风扇发动机产品有:(一) CF6系列发动机: 1971推向市场的CF6发动机,属于高涵道比大推力涡轮风扇发动机,CF6系列发动机从最初的40000磅推力的CF6-6不断发展,稳步推进到72000磅推力的CF6-80E,CF6系列发动机相当成功,奠定了GE在航空发动机领域的地位,早期大型宽体客机几乎都选用CF6系列发动机,市场占有率是最大的,1971年投入使用,推力范围是40000磅~72000磅,供空客A300、A310、A330,波音B767、B747、MD11,道格拉斯DC10等大型民航飞机选装。
(二)CF34系列发动机:前身是空军A-10攻击机等装备的TF34发动机,经过改进以适用于民航,延续其稳定、低噪音的特点,应用于支线运输机、中型公务飞机等。
1983年投入使用,推力范围是9200磅~20000磅,是CRJ100/200/700、Challenger 601/604、EMBRAER 170/175/190/195、Dornier 728、ARJ21等小型民航飞机唯一可装的发动机。
(三)GE90系列发动机:结合了GE在过去成功的CF6发动机项目及GE在其它军事项目验证过的先进技术,GE投入20亿美元的巨资为新一代宽体飞机开始研制高可靠性、低油耗的动力---GE90。
GE90发动机在1995正式推出应用于波音777飞机。
GE90的风扇叶片是航空业内最大的叶片,由于采用了世界上压力比最大的压气机,使GE90的大型风扇叶片可低速运转,从而其噪声是同类型发动机最低的。
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。
介绍各类型飞机发动机各类型飞机发动机的介绍一、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种常见的飞机发动机类型,主要用于小型飞机和地区航班。
它结合了涡轮和螺旋桨的特点,可以提供较大的推力和较低的燃油消耗。
涡轮螺旋桨发动机的工作原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体,然后推动涡轮旋转,最后通过传动系统将动力传递给螺旋桨,产生推力。
二、涡喷发动机涡喷发动机是现代飞机中最常见的发动机类型之一。
它利用喷气原理产生推力,适用于各种类型的飞机。
涡喷发动机通过压缩空气、燃烧燃料并排出高速喷气流来产生推力。
它具有高推力、高效率和较低的燃油消耗等特点,被广泛应用于商用飞机和军用飞机。
三、涡扇发动机涡扇发动机是一种性能优越的发动机类型,常用于中大型喷气客机。
它结合了涡轮和喷气原理,具有高推力、低噪音和较低的排放等特点。
涡扇发动机通过压缩空气、燃烧燃料并排出高速喷气流产生推力,同时通过涡轮驱动风扇产生附加推力。
它的高效率和低噪音使其成为现代喷气客机的首选发动机。
四、涡桨发动机涡桨发动机是一种结合了涡轮和螺旋桨的特点的发动机类型,主要用于直升机和小型飞机。
涡桨发动机通过压缩空气、燃烧燃料并排出高速喷气流来产生推力,同时利用传动系统驱动螺旋桨产生附加推力。
涡桨发动机具有高推力、灵活性和良好的低速性能等特点,适用于垂直起降和短距离起降的飞机。
五、火箭发动机火箭发动机是一种产生巨大推力的发动机类型,主要用于航天器和导弹。
火箭发动机通过燃烧燃料和氧化剂产生高温高压气体,并将其排出产生推力。
火箭发动机具有高推力、高速度和短时间内产生大量推力的能力,但燃料消耗量较大。
它被广泛应用于航天领域,推动着人类探索太空的脚步。
六、活塞发动机活塞发动机是一种传统的内燃机发动机类型,主要用于小型飞机和私人飞机。
活塞发动机通过往复运动的活塞产生推力,通过连杆和曲轴传递动力。
它的工作原理类似于汽车发动机,通过燃烧燃料产生高温高压气体来推动活塞运动。
活塞发动机具有结构简单、维护容易和燃料适应性强等特点,但推力较小,燃油消耗较高。
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。
航空发动机分类航空发动机是飞机上最重要的部件之一,它将燃料燃烧产生的能量转化为推力,驱动飞机飞行。
根据不同的分类标准,航空发动机可以分为多种类型,包括涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、柱塞发动机等。
本文将对这些不同类型的航空发动机进行分类和介绍。
1. 涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是目前民用飞机和大多数军用飞机所采用的发动机类型。
它利用压气机将大气中的空气压缩后送入燃烧室,然后将燃料喷入燃烧室与空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气,最终通过涡轮驱动压气机和飞机的推进器,产生推力推动飞机前进。
涡轮喷气发动机具有推力大、效率高、功率密度大等优点,适用于大型喷气客机和喷气式战斗机等。
2. 涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮与螺旋桨相结合的发动机类型,它将燃料燃烧后的高温高压气体通过涡轮传动螺旋桨旋转,产生推力推动飞机前进。
涡轮螺旋桨发动机适用于一些需要低速高扭矩的飞机,如运输机、直升机等。
它具有起飞和着陆性能好、燃油效率高等优点。
3. 柱塞发动机柱塞发动机是一种内燃机,通过活塞在气缸内往复运动来完成吸气、压缩、燃烧和排气等工作。
柱塞发动机适用于一些小型飞机和通用航空飞机,如轻型飞机、教练机等。
它具有结构简单、维护成本低等优点,但功率密度较低,适用于低速低高度飞行。
4. 滑油涡桨发动机滑油涡桨发动机是一种将滑油与涡轮相结合的发动机类型,通过滑油传动涡轮来产生推力推动飞机前进。
滑油涡桨发动机适用于一些需要高高度高速飞行的飞机,如高空侦察机、高空救援机等。
它具有高高度高速性能好、燃油效率高等优点。
5. 水冷柱塞发动机水冷柱塞发动机是一种采用水冷系统来冷却发动机的柱塞发动机类型,通过水冷系统来降低发动机的工作温度,提高发动机的可靠性和寿命。
水冷柱塞发动机适用于一些需要长时间高功率运行的飞机,如军用飞机、运输机等。
它具有工作温度低、寿命长等优点。
总的来说,航空发动机根据不同的分类标准可以分为多种类型,每种类型的发动机都有其特点和适用范围。
民航客机发动机知识点总结民航客机发动机是飞机的动力来源,是航空器飞行的关键组成部分。
它的性能和可靠性直接影响着航班的安全和运行效率。
在本文中,我们将讨论民航客机发动机的基本知识点,包括发动机类型、工作原理、主要构成和性能参数等方面的知识。
一、发动机类型1. 喷气发动机喷气发动机是目前民航客机上最常见的发动机类型。
它根据工作原理可以分为涡喷发动机和涡扇发动机两种。
1.1 涡喷发动机涡喷发动机是由喷气式发动机演变而来的,它的工作原理是利用喷气推动飞机的运动。
涡喷发动机包括了涡轮喷气发动机和涡扇发动机。
涡轮喷气发动机将空气压缩之后与燃油混合并燃烧,然后产生的高压气体推动涡轮旋转,进而推动飞机前进。
涡扇发动机在涡轮喷气发动机的基础上加装了涡轮扇,其工作原理是通过涡轮旋转产生推进气流,一部分推进气流经涡轮机驱动飞机前进,另一部分推进气流通过涡轮扇直接提供推力。
1.2 涡扇发动机涡扇发动机是近年来发展起来的一种发动机技术,其核心是推涡发动机。
这种发动机原理是:当压缩机压缩空气后,向燃烧室喷出燃料燃烧,产生高温高压的燃气,通过涡轮的旋转产生推进气流,这是它的核心技术。
2. 螺旋桨发动机螺旋桨发动机是使用螺旋桨推进飞机的发动机类型。
它根据工作原理又可以分为活塞发动机和涡轮螺旋桨发动机两种。
活塞发动机是利用活塞运动产生推进力来驱动螺旋桨。
它适用于小型飞机和一些近程航班,由于功率和效率限制,目前在大型民航客机上较少采用。
涡轮螺旋桨发动机则是通过将涡轮发动机的动力转换为旋转动力来驱动螺旋桨,其结构简单,效率高,被广泛应用于短途航班和支线航班。
二、发动机工作原理1. 发动机的基本工作原理发动机的基本工作原理是将燃油和空气混合并燃烧,产生的高温高压气体推动飞机前进。
涡轮发动机利用涡轮旋转来带动压缩机和风扇,从而将燃烧产生的气体能量转化为动力,推动飞机前进。
2. 喷气发动机的工作原理涡轮喷气发动机通过将压缩空气与燃料混合并燃烧,产生的高温高压气体推动涡轮旋转,进而带动压缩机和风扇转动,从而产生推进力。
第一章概论航空发动机可以分为活塞式发动机(小型发动机、直升飞机)和空气喷气发动机两大类型。
P3空气喷气发动机中又可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不带压气机的冲压喷气发动机(构造简单,推力大,适合高速飞行。
不能在静止状态及低速性能不好,适用于靶弹和巡航导弹)。
涡轮发动机包括:涡轮喷气发动机WP,涡轮螺旋桨发动机WJ,涡轮风扇发动机WS,涡轮轴发动机WZ,涡轮桨扇发动机JS。
在航空器上应用还有火箭发动机(燃料消耗率大,早期超声速实验飞机上用过,也曾在某些飞机上用作短时间的加速器)、脉冲喷气发动机(用于低速靶机和航模飞机)和航空电动机(适用于高空长航时的轻型飞机)。
P4燃气涡轮发动机是由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等主要部件组成。
由压气机、燃烧室和驱动压气机的涡轮这三个部件组成的燃气发生器,它不断输出具有一定可用能量的燃气。
涡桨发动机的螺桨、涡扇发动机的风扇和涡轴发动机的旋翼,它们的驱动力都来自燃气发生器。
按燃气发生器出口燃气可用能量的利用方式不同,对燃气涡轮发动机进行分类:将燃气发生器获得的机械能全部自己用就是涡轮喷气发动机;将燃气发生器获得的机械能85%~90%用来带动螺旋桨,就是涡桨发动机;将获得的机械能的90%以上转换为轴功率输出,就是涡轮轴发动机;将小于50%的机械能输出带动风扇,就是小涵道比涡扇发动机(涵道比1:1);将大于80%的机械能输出带动风扇,就是大涵道比涡轮风扇发动机(涵道比大于4:1)。
P5航空燃气涡轮发动机的主要性能参数:1.推力,我国用国际单位制N或dan,1daN=10N,美国和欧洲采用英制磅(Pd),1Pd=0.4536Kg,俄罗斯/苏联采用工程制用Kg,1Kg=9.8N;2.推重比(功重比),推重比是推力重量比的简称,即发动机在海平面静止条件下最大推力与发动机重力之比,是无量纲单位。
对活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机则用功重比(功率重量比的简称)表示,即发动机在海平面静止状态下的功率与发动机重力之比,KW/daN;3.耗油率,对于产生推力、的喷气发动机,表示1daN推力每小时所消耗的燃油量单位Kg/(daN·h),对于活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机来说,它表示1KW功率每小时所消耗的燃油量单位Kg/(kw·h);4.增压比,压气机出口总压与进口总压之比,飞速较高增压比较低,低耗油率增压比较高;5.涡轮前燃气温度,是第一级涡轮导向器进口截面处燃气的总温,也有发动机用涡轮转子进口截面处总温表示,发动机技术水平高低的重要标志之一;6.涵道比,是涡扇发动机外涵道和内涵道的空气质量流量之比,又称流量比。
各型民航发动机的图鉴及介绍GE 90发动机是由通用电气航空发动机公司(以下简称GE公司)研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。
于1995年11月正式进入商业运营,有GE 90-94B和GE 90-115B两种型号,其中GE 90-115B这一型号的发动机推力达到127,900磅是吉尼斯世界纪录中推力最大的发动机。
现用于Boeing 777-200、Boeing 777-200ER、Boeing 777-200LR、Boeing 777-300ER和Boeing 777 Freighter等飞机。
GEnx发动机是由GE公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机,最大推力63800磅。
核心机主要部件(详见示意图):轴流式压气机(包括1级风扇、4级低压压气机和10级高压压气机)、环形燃烧室和轴流式涡轮(包括2级高压涡轮和7级低压涡轮)。
GEnx发动机现用于Boeing 787和Boeing747-8飞机,未来将用于A350等飞机。
GP7000是由GE公司和普拉特惠特尼公司(以下简称普惠公司)组成的“发动机联盟"联合研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。
核心机部件由GE公司的高压部分和燃烧室加上普惠公司的低压部分和齿轮箱组成(GE公司部分包括9级高压压气机、2级高压涡轮和单环燃烧室;普惠公司部分包括: 1级风扇、5级低压压气机和6级低压涡轮)。
GP7000发动机可选装于空客A380飞机,根据客机和货机的型号不同,可分为GP7270(推力311KN)和GP7277(推力340KN)两种型号。
PW4000型发动机是由普惠公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。
1987年7月首次交付使用,用于Boeing 767和A310飞机。
主要分为三个型号PW4000-94、PW4000-100、PW4000-112。
其中PW4000-94发动机用于A310-300,A300-600,B767,B747-400,MD-11等飞机;PW4000-100发动机用于A330飞机;PW4000-112发动机用于Boeing777飞机。
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。
美国GE 公司所生产的所有飞机发动机型号发动机联盟(GP )的GP7000型和罗尔斯罗伊斯(劳斯莱斯)的遄达900型区别"发动机联盟"成立于1996年8月,是GE 和普惠投资各占50%的有限责任公司,该公司负责开发、制造、销售新一代超大型(450座以上)宽体长航线客机系列的发动机,并为之提供技术支持。
A380一旦服役,将成为航空史上有效载荷最大的民用飞机,最初型号的航程为7650海里到8000海里,计划以后还要扩大航程,因而需要可靠的新推力级(310~340千牛左右)的航空发动机。
GP7000是由GE 公司的GE90和普惠公司的PW4090这两款ETOPS (双发延程运行)发动机发展而来的,是一款基于成熟技术且不断改进的衍生体,恰好与罗·罗公司为A380设计遄达900的思路不谋而合。
遄达900 和GP7000是全新的发动机,但是他们所用的技术都是基于已经验证过的成熟技术,再以此为基础,不断改进创新,然后水到渠成--成功开发出相当推力级的发动机。
部件特色GP7000的机械部件由GE的核心机加上普惠的低压部分和齿轮箱组成。
GE的核心机包括:9级高压压气机,2级高压涡轮和低排放的单环燃烧室;普惠低压部分则包括:1级风扇,5级低压压气机,6级低压涡轮。
风扇采用空心钛合金宽弦后掠风扇叶片,这种叶片是为减轻风扇振动、提高抗外物损伤能力和减轻叶片质量而研究的,普惠在PW4084上已有运用。
空心风扇叶片并不是绝对空心的,在空腔中采用了一些加强的结构,而后掠的作用是降低叶尖进口相对马赫数的法向分量,从而降低叶片的激波损失,提高风扇的效率。
而遄达900也采用了宽弦的钛合金后掠风扇叶片,可见,掠形设计已逐渐成为风扇叶片的主流。
包容系统采用凯夫拉-铝的复合材料,重量轻且抗腐蚀。
GP7000的高压压气机吸收了GE公司从CF6,CFM56到GE90的设计经验,其9级高压压气机的压比为19,由GE90发动机的10级高压压气机按0.72的比例缩小,并减少1级压气机。
其特点是:使用三维气动设计的低展弦比叶片,具有更高效率、可防止外物损伤和更好的失速裕度;使用热匹配机匣和转子使叶片间摩擦减少,从而保证了较高的气动性能;1级宽弦前掠整体叶盘简化了装配结构,减少了维修费用。
燃烧室是结构简单、低废气排放量的单环结构,火焰筒内外壁均有多孔气膜冷却,头部有高压空气雾化喷嘴,采用单晶合金折流器,可提高头部耐久性,具有较好的高温抗氧化能力。
采用富油-快速掺混-贫油燃烧方案,优化了燃气在燃烧室的滞留时间,减少了排放以满足目前和未来的CAEP4排放标准,并有一定的裕度。
另一方面也可满足空中再点火的要求。
高压涡轮继承了GE90的2级轴流式。
涡轮转子叶片用Rene N5单晶镍基合金铸成,轮盘采用具有损伤容限能力的编号为ME3的新型镍基粉末合金。
这些材料是为超声速民用运输机发动机研究的,其高温强度、高温低周疲劳寿命和高温裂纹扩展都有所提高和改善。
高压涡轮盘轮缘上不开孔以提高强度,同时可减少因螺栓头及螺帽引起的风阻损失,且能降低维修费用。
GP7000低压涡轮的设计目标是提高效率和降低成本,途经是高升力的三维叶片设计与低压涡轮各级导向器叶片周向相对位置合理布局相结合。
低压转子内采用浮动中心环封严,较好地控制了径向间隙。
涡轮转子叶片和静子叶片轴向间隙的优化有助于降低发动机噪声。
与罗·罗公司的三转子结构不同,GP7000沿用了GE和普惠运用成熟的双转子发动机结构,优点是结构简单,轴承、油槽、封严件和框架较少。
单元体结构简化了发动机的维修。
紧凑、高刚性的高压转子,以及普惠公司在PW4090上就已使用的"易脆"轴承,可提高性能保持能力并延长发动机的在翼时间。
控制系统GP7000的控制系统是GE公司提供的第三代全权限数字式电子控制系统(FADEC III)。
FADEC III虽然是基于GE公司前两代成功运营经验而开发的,但相对于其先前的FADEC 装置,第三代产品的速度快10倍,存储能力大8倍,提供了更大的控制系统余度,从而提高了发动机控制的可靠性,且具备今后技术升级的能力。
它将成为未来所有GE公司大型民用发动机的标准配置。
在GP7000上使用前,FADEC Ⅲ将在GE90-115B和CFM56-7上先服务若干年。
FADEC III双通道处理器能全面操作所有发动机控制系统,容许单参数故障和各类多参数故障,而不会对发动机的工作造成不利影响。
当发动机探测到两个通道中有一个失效状况,FADEC III主动将主发动机控制系统转移给备份通道,并将故障通知发动机和飞机的故障监视系统。
这样的功能得益于GP7000采用了新的模拟诊断技术。
FADEC III的高速处理器和大容量储存器将首次允许在高度仿真的发动机性能模型中加入故障诊断逻辑,通过计算"虚拟传感器"值并与其他测得的发动机参数进行比较,可鉴别出是一个传感器失效还是其他部件的问题。
GP7000的电子定量屑末监视器(QDM)可省去定期人工检查滑油系统中的磁性屑末探测器。
GE90发动机上就已使用这一设备,并通过运营已证明其可靠性,它可对一个轴承或是其他滑油浸润部件非正常损坏做出准确的预报。
GP7000是第一款在FADEC中拥有先进信号滤波能力的发动机,这种信号滤波能力可隔离和诊断即将出现硬件损坏征候的振动。
振动信号的预先确定便于决定是立即维修,还是允许飞机继续运营。
所有这些都将提高飞机准点到达率和防止破坏性的发动机空中停车。
性能综述GP7000具有可用于A380客机和货机的两个不同推力级的发动机,即:GP7270,推力为311千牛,涵道比为8.7,总压比为43.9,长度为4.75米,直径为3.16米,用于560吨级的A380-800客机;GP7277,推力为340千牛,涵道比仍为8.7,总压比为45.6,长度和直径都与GP7270一致,用于590吨级的A380-800货机。
这两款发动机的推力在海平面上30℃的温度下都保持不变。
而且随着A380飞机对推力要求的增加,GP7000在同样的框架尺寸内对风扇和高压涡轮稍作修改就能使推力超过374千牛。
为减小噪声,GP7000采用了较大的涵道比(约为9),降低了风扇压比;在风扇转子叶片和专门造型的风扇出口导向叶片之间采取了大的轴向间距;在低压压气机和低压涡轮上优化转子叶片和静子叶片数目,以降低源噪声;还设计了锯齿形的核心排气喷管。
"发动机联盟"的目标是装备了GP7000的A380飞机在最大起飞重量时还能满足伦敦希思罗空港的QC1、QC2噪声水平要求。
通体三维气动设计使GP7000的叶轮机部件效率达到很高的水平,改善了发动机的燃油效率,降低了运行成本,有助于实现A380长达14820千米的设计航程.罗尔斯·罗伊斯公司遄达900 发动机是空中客车A380 飞机的启动发动机,也是首台按照计划于2003 年3 月投入运行的发动机。
该型发动机按计划于2004 年10 月取得型号认证。
首架由遄达900 发动机提供动力的A380 飞机于2005 年4 月进行了首飞。
投入运营的该型发动机的推力为70,000 磅至76,500 磅,但其认证推力高达80,000 磅。
遄达900 发动机在A380 飞机上迄今已经累积了7500 多个飞行小时,并在地面运行和飞机上完成了近30,000 次循环。
在开发计划所涉及的5 架A380 飞机中,有4 架是由罗尔斯·罗伊斯公司的发动机提供动力。
在测试计划过程中,遄达900 发动机被证明是一款极为可靠的发动机,再次展示了罗尔斯·罗伊斯公司在发动机设计方面的低风险方法具有优势。
在飞行测试中,该型发动机完成了严寒、酷热及高性能等极端测试条件下的测试,使A380 飞机达到了在运营中从未达到的高度和速度,以及使该型飞机保持飞行所需的最小速度。
测试结果非常出色,并验证了性能预测,使遄达900 发动机能够按计划实现所有关键目标。
遄达900 发动机是A380 飞机采用的最轻、最环保的发动机。
该发动机是世界上最清洁的大推力发动机,也是A380 飞机采用的最安静的发动机。
此外,该发动机还是罗尔斯·罗伊斯公司迄今制造的最大的发动机,其直径将近10 英尺。
该发动机通过了飞机的噪声认证,表明其可轻易达到包括伦敦希思罗机场在内的机场所采用的严格的QC1 和QC2 限制。
希思罗机场是A380 飞机的启动客户新加坡航空公司规划的A380 飞机的初期目的地之一。
新加坡航空公司定于2007 年接收其首架A380 飞机。
在11 家已经选定了A380 发动机的航空公司客户中,有7 家都选择了遄达900 发动机,使该发动机在确认和意向订购的飞机中所占市场份额达到51%。
这7 家航空公司是新加坡航空公司、维尔京大西洋航空公司、快达航空公司(Qantas )、德国汉莎航空公司、马来西亚航空公司、Etihad 航空公司和中国南方航空公司。
自1995 年在A330 飞机上首飞的遄达700 发动机以来,遄达900 发动机是目前制造的遄达系列发动机7 个成员中的第4 个成员。
罗尔斯·罗伊斯公司与全球的合作伙伴一起共同研发了遄达900 发动机。
7 家公司作为风险与收入共享合作伙伴参与了该发动机的研发计划,他们是:西班牙ITP 公司、Hamilton Sundstrand 公司、美国的古德里奇(Goodrich) 和霍尼韦尔(Honeywell)公司、意大利Avio 公司、瑞典Volvo Aero 公司和日本的Marubeni 公司。
此外,韩国的三星技术(Samsung Techwin)公司和日本的川崎重工和石川岛播磨重工也参与了该计划。
遄达900 发动机的“惊人数据”起飞时,A380 的4 台遄达发动机提供的推力相当于3500 多辆家用汽车的推力之合!发动机风扇每秒吸进超过1.25 吨空气,而当空气离开发动机后部的喷嘴时,空气被加速到近1,000 英里/小时(1,600 公里/小时)的速度。
遄达发动机大修间隔约13,000 个飞行小时,相当于飞行700 万英里……或环绕世界飞行250 圈。
燃油在遄达发动机燃烧室的燃烧温度高达2,000 摄氏度。
由于在超过1300 摄氏度时,发动机某些部件的金属将开始融化,因此,该发动机采用了精密的冷却系统。
第二期、各型民航发动机的图鉴及介绍GE 90GE 90发动机是由通用电气航空发动机公司(以下简称GE公司)研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。
于1995年11月正式进入商业运营,有GE 90-94B和GE 90-115B两种型号,其中GE 90-115B这一型号的发动机推力达到127,900磅是吉尼斯世界纪录中推力最大的发动机。