详解航空涡轮发动机-卷精选

涡轮螺旋桨发动机介绍涡轮螺旋桨发动机，这可是个相当有趣的家伙呢。

你知道飞机为什么能飞上天吗？这里面涡轮螺旋桨发动机可是出了大力气。

它就像一个大力士，只不过这个大力士不是靠肌肉，而是靠一系列巧妙的机械结构和物理原理来干活。

涡轮螺旋桨发动机是一种航空发动机，它长得有点像个大圆筒，肚子里装着各种复杂的零件，这些零件就像一个团队里的各个成员，各司其职，协同合作。

咱们先说说它的进气道吧。

进气道就像是涡轮螺旋桨发动机的嘴巴，大口大口地把空气吃进去。

这空气可不是普通的空气，对发动机来说，这就像是运动员的能量饮料，是它干活的动力源泉。

空气呼呼地被吸进去，就开始了它在发动机里的奇妙旅程。

再看它的压气机。

压气机就像一群勤劳的小蜜蜂，嗡嗡地把吸进来的空气拼命压缩。

为啥要压缩呢？这就好比把一团松散的棉花用力捏成一个紧实的小团，这样空气的能量就被集中起来了。

经过压气机这么一折腾，空气的压力和温度都大大提高了，就像一个原本普普通通的小兵，经过一番训练，变得强大起来。

然后就是燃烧室啦。

燃烧室那可是个热火朝天的地方，被压缩后的空气和喷进去的燃油在这里相遇，然后就像干柴遇到烈火一样，轰的一下燃烧起来。

这燃烧可不得了，产生了巨大的能量，就像火山爆发一样，力量一下子就爆发出来了。

这个能量推动着后面的涡轮转动，就像湍急的水流推动水车一样。

涡轮就像是发动机的心脏，被燃烧产生的能量推动着高速旋转。

它一转动，就带着前面的压气机一起转，同时还通过传动轴带动螺旋桨旋转。

这螺旋桨啊，转起来就像一个超级大风扇，不过这个风扇可不光是用来吹风的。

它产生的拉力就像一双大手，拉着飞机向前跑。

飞机跑得越来越快，最后就像一只展翅高飞的大鹏，离开地面冲向蓝天。

涡轮螺旋桨发动机的效率还挺高的呢。

它不像有些发动机，吃进去好多燃料，干的活却不多。

它就像一个精明的小管家，把燃料利用得很充分。

比如说在一些支线客机或者小型运输机上，用涡轮螺旋桨发动机就特别划算。

它就像一个性价比超高的员工，工资拿得不多（消耗燃料少），但是干的活可不少（提供足够的动力）。

北京航空航天大学发动机Ⅱ考试试卷及参考答案2一、单项选择题（5’）1.下列哪项是燃气涡轮发动机与活塞式内燃机的主要区别之一？( )A、工作介质的区别B、能量来源的区别C、叶轮机械与活塞缸体的区别D、热能向机械能转换的本质区别答案：C2.复燃加力涡喷发动机与涡喷发动机相比增加了以下哪个部件( )。

A、加力燃烧室B、进气道C、涡轮D、尾喷管答案：A3.燃气涡轮发动机在工作过程中，气流流经压气机时压力的变化趋势是( )。

A、不变B、升高C、降低D、不一定答案：B4.燃烧室内部的火焰筒的作用是( )。

A.密封B.减速扩压C.隔离火焰D.点火答案：C5.一台单轴喷气式燃气涡轮发动机在一定的转速下工作，如果在涡轮导向器面积不变的情况下涡轮前温度增加了，那么压气机的流量如何变化？( )A.增加B.减小C.不变D.不一定答案：B6.燃气涡轮发动机在工作过程中，气流流经燃烧室时压力的变化趋势是( )。

A、升高B、略微降低C、不变D、不一定答案：B7.燃气涡轮发动机在工作过程中，气流流经尾喷管时的静压变化趋势是( )。

A、不变B、升高C、降低D、不一定答案：C8.在轴流压气机叶栅中，气流流经静叶后的静压的变化是( )。

A.增加B.降低C.不变D.不一定答案：A9.对于几何不可调、喷管处于超临界工作状态的单轴涡轮喷气式发动机而言，当其换算转速确定时，其压气机的增压比是否变化？( )A.可任意变化B.固定不变C.随外界大气条件变化D.不一定答案：B10.一台绝热工作的压气机，流量为10kg/s，每千克空气在其进口的焓值为240kJ，出口的焓值为350kJ，那么压缩这台压气机的功率需要多大？( )A、900kwB、1000kwC、1100kwD、1200kw答案：C11.涡轮喷气式发动机的布莱顿工作循环中，等压加热的热力过程由下列的哪个部件完成？( )A、压气机C、涡轮D、尾喷管答案：B12.当飞机的飞行速度为较低的亚音速时，下列哪种类型的燃气涡轮发动机的总效率最高？( )A.涡喷发动机B.小涵道比涡扇发动机C.大涵道比涡扇发动机D.复燃加力涡喷发动机答案：C13.为了提高燃气涡轮发动机理想循环热效率，发动机总增压比的选取原则是( )。

科普航空涡轮发动机涡扇，英文Turbofan，是指有管道的高速风扇，由燃气涡轮驱动。

和所有燃气涡轮机一样，动力都是来自由空气压气机压缩，再与油料一起燃烧后的高能气体，用涡轮把高温高压的气体中部份的动能化为机械能，再用这机械能驱动前端的压气机继续吸入空气,燃气涡轮机的操作过程基本就是这样循环着。

同时涡轮也驱动着高速风扇带来更多的推动力。

现代涡扇，通常风扇都在发动机的最前端。

民航机或任何亚音速的飞机通常只有一级风扇。

风扇后接着是低压气机，然后是高压气机。

无论是高压还是低压，压气机的级数因个别设计而异。

低压从小型涡轮的一级到大型民航机的九级不等。

高压从小型的一级离心式到大型的17级不等的轴向式。

新式的涡扇多是三轴的，一轴从另一轴间穿过。

由不同级的涡轮以不同的速度驱动。

现代涡扇发动机的压比大的可达40以上（GE90系列，Trent 900，1000）。

压比越大效率越高越省油。

也有涡扇把风扇安装在后面。

比如GE的CF700，虽然简化了发动机的构造，但是结果令人失望。

第一，涡扇基本是一级低压缩比的压气机。

早期的涡扇静压比在1.2左右，现代的大涵道涡扇可到1.8左右。

涡扇后面要有足够长度的扩散器让空气有效的把静压转换为动能。

而后置式涡扇如果要做到这一点必须增加不必要的长度，影响飞机的升力。

其次是后置式涡扇因为前端压气机造成的付面層而让涡扇入口处的空气状态不理想，需要加大风扇的口径才能达到所要求的推动力。

而大口径的风扇如果不增加推动力，飞行的阻力依旧的增加。

所以推力/阻力比不好。

最后，前置式风扇的好处在于增加空气进入压气机前的压力，并且把速度减低，让进入压气机前空气先被处理过，缩小压气机的正面口径从而不增加发动机总体积的情况下增加涵道比。

因为涡扇、低压机和高压机由不同的轴及涡轮以不同的速度驱动，总体操作范围可以受到控制，增加安全性。

现代民航用涡扇的涵道比可达8左右，而战斗机涡扇却只有在0.3-0.7之间。

战斗机因为要兼顾亚音速的机动性和超音速的稳定性而不能有大涵道的经济。

发动机原理部分进气道1.进气道的功用：在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动损失, 顺利地引入压气机;2.涡轮发动机进气道功能冲压恢复—尽可能多的恢复自由气流的总压并输入该压力到压气机。

提供均匀的气流到压气机使压气机有效的工作.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3.进气道类型：亚音进气道：扩张型、收敛型；超音速：内压式、外压式、混合式4.冲压比：进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值∏i=P1*/P0*。

影响进气道冲压比的因素：流动损失、飞行速度、大气温度。

5.$6.空气流量：单位时间流入进气道的空气质量称为空气流量。

影响因素:大气密度, 飞行速度、压气机的转速压气机7.压气机功用：对流过它的空气进行压缩，提高空气的压力。

供给发动机工作时所需要的压缩空气，也可以为坐舱增压、涡轮散热和其他发动机的起动提供压缩空气。

8.压气机分类及其原理、特点和应用（1）离心式压气机：空气在工作叶轮内沿远离叶轮旋转中心的方向流动.（2）轴流式压气机：空气在工作叶轮内基本沿发动机的轴线方向流动.（3）混合式压气机：9.阻尼台和宽叶片功用阻尼台：对于长叶片，为了避免发生危险的共振或颤振，在叶身中部带一个减振凸台。

<宽弦叶片：大大改善叶片减振特性。

与带减振凸台的窄弦风扇叶片比，具有流道面积大，喘振裕度宽，及效率高和减振性好的优点。

10.压气机喘振：是气流沿压气机轴向发生的低频率、高振幅的气流振荡现象。

11.喘振的表现:发动机声音由尖锐转为低沉，出现强烈机械振动.压气机出口压力和流量大幅度波动，出现发动机熄火.发动机进口处有明显的气流吞吐现象，并伴有放炮声.12.造成喘振的原因气流攻角过大，使气流在大多数叶片的叶背处发生分离。

燃烧室13.|14.燃烧室的功用及有几种基本类型功用：用来将燃油中的化学能转变为热能，将压气机增压后的高压空气加热到涡轮前允许的温度，以便进入涡轮和排气装置内膨胀做功。

涡喷/涡扇/涡桨简单地说，从外形上看，就像搭积木一样，把压气机、燃烧室和涡轮这三大核心部件装在一根管子（术语叫做“涵道”）里面，后面再加上加力燃烧室、喷管，就是一台标准的涡轮喷气发动机，简称涡喷。

在涡喷的前端加上直径较大的螺旋桨，就是涡轮螺旋桨发动机，简称涡桨。

将涡桨的螺旋桨外边套上一个管子（外涵道，原来的那根管子就叫内涵道），就成了涡轮风扇发动机，简称涡扇。

当然，上边说的只是为了便于理解而大大简化的定义，而实际上远远没有那么简单，特别是从涡喷到涡扇的这一步。

涡喷、涡扇和涡桨的主要区别在于发动机的推力组成不同。

涡喷最简单，根据牛顿第三定律——作用力等于反作用力，涡喷发动机把燃烧后的高温高压气流以很高的速度排出喷管，相应地获得一个向前的推力。

涡扇和涡桨就复杂一点了，其推力组成除了喷管排气的推力，还要加上前面风扇或螺旋桨向后吹风产生的拉力。

更详细地说起来，就不能不提到我们平常所说的“涡喷费油，涡扇次之，涡桨省油”。

为什么这么说呢？如前所述，涡喷发动机的推力是由喷管排气产生的，但是排出的这股气流还有很高的速度、温度和压力。

当气流喷出喷管后，其中残余的热能、动能和压力能就不能对发动机总推力有任何贡献，所以浪费了燃油，这种浪费是十分惊人的。

涡喷发动机的优点在于：一方面，由于其迎风面积小，故总体阻力较小，雷达反射面积也相应减少，适合应用于主要在地面引导下遂行国土防空任务的高空高速截击机上。

另一方面，随着超视距空战的发展，对战斗机高速巡航性能的重视又有所回升，而阻力较小的涡喷飞机可以较容易地实现超音速巡航。

涡扇发动机则不同。

设计师们在涡扇发动机上采取了几点措施，有效地利用了排气中的残余能量。

首先，在发动机前部设置风扇，利用风扇排气产生推力。

这个风扇需要由后边的涡轮驱动，当燃气冲击涡轮，驱动前部风扇的时候，由于其对涡轮做功，气流的温度、速度和压力都有所下降，这就降低了排气的能量损失。

其次，在军用涡扇发动机上，外涵道来流（风扇排气）在加力燃烧室与高温燃气混合，被其加热、加速、增压，混合后排气的总体温度、速度和压力进一步下降，但此时的总排气质量上升，大幅度增加了总推力。

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。

航空涡轮发动机原理与构造嘿，你知道飞机为啥能在天上飞得不？那可多亏了航空涡轮发动机呀！这玩意儿就像是飞机的强大心脏，为飞机提供着源源不断的动力。

航空涡轮发动机到底是啥原理呢？简单来说，就像是一个超级大的空气压缩机和燃烧器的组合。

空气从前面被吸进来，然后被压缩得紧紧的，就像被大力士狠狠捏了一把。

接着，燃油被喷进去，和压缩后的空气混合在一起，一点火，哇塞，瞬间就爆发出巨大的能量。

这能量推动着涡轮叶片飞快地旋转，就像风火轮一样。

涡轮叶片一转，又带动着前面的压气机叶片转起来，这样就形成了一个循环。

不断地吸入空气、压缩、燃烧、产生动力，让飞机能在天空中自由翱翔。

那航空涡轮发动机的构造又是咋样的呢？它可是个复杂的家伙。

从外面看，有进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部分。

进气道就像是飞机的大嘴巴，把空气大口大口地吸进来。

压气机呢，里面有好多级叶片，一层一层地把空气压缩得越来越厉害。

燃烧室就像一个小熔炉，燃油和压缩空气在这里燃烧，产生高温高压的气体。

涡轮则是被燃烧后的气体推动着旋转，把能量传递出去。

尾喷管就像火箭的喷口一样，把燃烧后的气体高速喷出去，产生反作用力，推动飞机前进。

你想想看，这么一个小小的发动机，居然能产生那么大的力量，把几十吨甚至上百吨的飞机送上天空，这不是很神奇吗？它就像一个小小的魔法盒子，里面藏着无穷的奥秘。

航空涡轮发动机的制造可不容易哦！需要用到各种高科技材料和先进的加工技术。

那些叶片要能承受高温、高压和高速旋转的考验，就像钢铁战士一样坚强。

而且，发动机的设计也非常讲究，要考虑到空气动力学、热力学等各种因素。

每一个细节都要做到极致，才能保证发动机的性能和可靠性。

航空涡轮发动机的发展也是日新月异。

科学家和工程师们不断地在研究新的技术和材料，让发动机变得更加强大、更加高效、更加环保。

说不定在不久的将来，我们会看到更加神奇的发动机出现，让飞机飞得更快、更高、更远。

总之，航空涡轮发动机是现代航空工业的核心技术之一，它的原理和构造充满了奥秘和挑战。

一、选择题 1燃气涡轮发动机的核心机包括 A .压气机、燃烧室和加力燃室 C .压气机、燃烧室和涡轮 2•在0〜9截面划分法中，压气机出口截面是 A . 1 — 1截面 B . 3 — 3截面 C . 4—4截面3. 在0〜9截面划分法中，燃烧室出口截面是。

CA . 1 — 1截面B . 3—3截面C . 4 — 4截面D . 6—6截面4. _____________________________________________ 发动机正常工作时，燃气涡轮发动机的涡轮是 _________________________________________ B ___ 旋转的。

A .压气机带动 B .燃气推动C .电动机带动D .燃气涡轮起动机带动5.气流在轴流式压气机基元级工作叶轮内流动，其 C 。

A .相对速度增加，压力下降 B .绝对速度增加，压力增加 C .相对速度降低，压力增加D .绝对速度下降，压力增加6. _____________________________________________ 气流在轴流式压气机基元级整流环内流动，其 _________________________________________ C,A. _____________________________________________相对速度增加，压力下降 C .相对速度降低，压力增加7. 气流流过轴流式压气机，其 A .压力下降，温度增加 C .压力增加，温度上升&轴流式压气机基元级工作叶轮叶片通道和整流环叶片通道的形状是 A .工作叶轮叶片通道是扩散形的，整流环叶片通道是收敛形的 B .工作叶轮叶片通道是收敛形的，整流环叶片通道是扩散形的 C .工作叶轮叶片通道是扩散形的，整流环叶片通道是扩散形的 D .工作叶轮叶片通道是收敛形的，整流环叶片通道是收敛形的9. 轴流式压气机基元级工作叶轮和整流环的安装顺序和转动情况是 A .工作叶轮在前，不转动；整流环在后，转动 B .工作叶轮在前，转动；整流环在后，不转动 C .整流环在前，不转动；工作叶轮在后，转动 D .整流环在前，转动；工作叶轮在后，不转动10. 轴流式压气机基元级工作叶轮和整流环的安装顺序和转动情况是 A .工作叶轮在前，不转动；整流环在后，转动 B .工作叶轮在前，转动；整流环在后，不转动 C .整流环在前，不转动；工作叶轮在后，转动 D .整流环在前，转动；工作叶轮在后，不转动11. _______________________________ 多级轴流式压气机由前向后， A A .叶片长度逐渐减小，叶片数量逐渐增多 B .叶片长度逐渐减小，叶片数量逐渐减小 C .叶片长度逐渐增大，叶片数量逐渐增多 D .叶片长度逐渐增大，叶片数量逐渐减小12. 涡轮由导向器和工作叶轮等组成，它们的排列顺序和旋转情况是 A .导向器在前，不转动；工作叶轮在后，转动 B .导向器在前，转动；工作叶轮在后，不转动C _____ 。

一、填空题（请把正确答案写在试卷有下划线的空格处）容易题目1.推力是发动机所有部件上气体轴向力的代数和。

2. 航空涡轮发动机的五大部件为进气装置；压气机；燃烧室；涡轮和排气装置；其中“三大核心”部件为：压气机；燃烧室和涡轮。

3.压气机的作用提高空气压力，分成轴流式、离心式和组合式三种4.离心式压气机的组成：离心式叶轮，叶片式扩压器，压气机机匣5.压气机增压比的定义是压气机出口压力与进口压力的比值，反映了气流在压气机内压力提高的程度。

6. 压气机由转子和静子等组成，静子包括机匣和整流器7. 压气机转子可分为鼓式、盘式和鼓盘式。

8.转子（工作）叶片的部分组成：叶身、榫头、中间叶根8.压气机的盘式转子可分为盘式和加强盘式。

9.压气机叶片的榫头联结形式有销钉式榫头；燕尾式榫头；和枞树形榫头。

10.压气机转子叶片通过燕尾形榫头与轮盘上燕尾形榫槽连接在轮盘。

11 压气机静子的固定形式燕尾形榫头；柱形榫头和焊接在中间环或者机匣上。

12压气机进口整流罩的功用是减小流动损失。

13.压气机进口整流罩做成双层的目的是通加温热空气14.轴流式压气机转子的组成盘；鼓（轴）和叶片。

15.压气机进口可变弯度导流叶片(或可调整流叶片)的作用是防止压气机喘振。

16.压气机是安装放气带或者放气活门的作用是防止压气机喘振17.采用双转子压气机的作用是防止压气机喘振。

18压气机机匣的基本结构形式：整体式、分半式、分段式。

19压气机机匣的功用：提高压气机效率；承受和传递的负载；包容能力20整流叶片与机匣联接的三种基本方法：榫头联接；焊接；环21.多级轴流式压气机由前向后，转子叶片的长度的变化规律是逐渐缩短。

22. 轴流式压气机叶栅通道形状是扩散形。

23. 轴流式压气机级是由工作叶轮和整流环组成的。

24. 在轴流式压气机的工作叶轮内，气流相对速度减小，压力、密度增加。

25. 在轴流式压气机的整流环内，气流绝对速度减小，压力增加。

26.叶冠的作用：①可减少径向漏气而提高涡轮效率；②可抑制振动。