飞机结构与系统:11-5航空燃气涡轮动力装置的附件系统
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飞机结构与系统飞机结构和系统是构成飞机的重要组成部分,它们确保飞机的安全性、可靠性和性能。
以下是飞机结构和系统的主要内容:1.飞机结构:飞机结构由机身、机翼、机尾、机舱等组成。
它们承受飞机自身的重量、飞行载荷和外界环境的影响,提供良好的气动特性和结构强度。
飞机结构通常由金属、复合材料等耐用材料构成,包括框架、蒙皮、加强结构和连接件。
2.动力系统:飞机的动力系统包括发动机、燃油系统和推进系统。
发动机负责提供推力,推动飞机前进。
燃油系统负责存储和供给燃料,以支持发动机的工作。
推进系统则包括推进器、涡轮风扇等,以增加发动机的效率和推力。
3.操纵系统:操纵系统用于控制飞机的操纵面,包括副翼、方向舵、升降舵和扰流板。
这些操纵面通过控制杆、脚踏板和操纵系统传递驾驶员的输入,实现对飞机姿态、方向和高度的控制。
4.电气系统:电气系统提供飞机所需的电力和电子设备工作所需的电能。
它包括起动系统、发电机、电池、电路保护和隔离设备,以及用于控制和监测飞机各个系统的电子设备和航空电子仪器。
5.环控系统:环境控制系统负责维持飞机内部的温度、湿度、压力和空气质量,在不同的气候条件下为乘客和机组人员提供舒适的工作和生活环境。
它包括空调系统、机舱通风系统和氧气系统。
6.降落装置:降落装置用于起飞和降落阶段的着陆。
它通常由起落架和轮胎组成,有时还包括减震装置、刹车系统和襟翼。
这些结构和系统在飞机设计和制造过程中密切相互关联,确保飞机的安全运行。
它们通过复杂的工程设计和测试,满足飞机性能、航空安全和乘客舒适度的要求。
航空燃气涡轮发动机原理引言航空燃气涡轮发动机(Gas Turbine Engine)是一种利用燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮,从而产生推力的发动机。
它广泛应用于现代航空领域,是飞机的主要动力装置之一。
本文将详细解释航空燃气涡轮发动机的基本原理,包括工作循环、组成部分以及运行过程。
工作循环航空燃气涡轮发动机的工作循环主要包括压缩、燃烧和膨胀三个过程。
1.压缩(Compression):在这个过程中,来自外部的空气经过进气口进入发动机,并经过多级压缩器(Compressor)进行压缩。
压缩器由多个转子和定子组成,通过旋转运动将空气逐渐压缩,并提高其温度和压力。
2.燃烧(Combustion):在这个过程中,经过压缩后的空气进入到燃烧室(Combustion Chamber),与喷入的燃料混合并点燃。
燃烧产生的高温高压气体通过喷嘴喷向涡轮(Turbine)。
3.膨胀(Expansion):在这个过程中,高温高压气体经过涡轮的作用,使其旋转并释放出能量。
涡轮与压缩机共用一根轴,因此涡轮的旋转也会带动压缩机的旋转。
同时,涡轮还通过输出轴将剩余的能量传递给飞机的推进系统,产生推力。
组成部分航空燃气涡轮发动机由多个组成部分构成,下面将对每个部分进行详细解释。
1.进气系统(Inlet System):进气系统负责将外界空气引入发动机内部,并通过滤清器去除杂质。
进气口通常位于飞机的前部,并采用特殊设计以确保稳定流量和适当压力。
2.压缩系统(Compression System):压缩系统由多级压缩器组成,其中的转子和定子通过旋转运动将空气逐渐压缩。
这样做不仅提高了空气的密度和温度,也为燃烧提供了必要的条件。
3.燃烧室(Combustion Chamber):燃烧室是将压缩空气与喷入的燃料混合并点燃的地方。
在燃烧过程中,释放出的能量会使气体温度和压力升高,为后续的膨胀提供动力。
4.涡轮(Turbine):涡轮是航空燃气涡轮发动机中最重要的组成部分之一。
M11涡轮发动机飞机结构与系统M11涡轮发动机飞机结构与系统⒈引言本文档旨在详细介绍M11涡轮发动机飞机的结构与系统。
该发动机是一种先进的涡轮发动机,被广泛应用于现代飞机中。
本文将从飞机结构、动力系统、燃油系统、润滑系统、起动系统、冷却系统和控制系统等章节进行详细介绍。
⒉飞机结构⑴機體結構⑵翼身表面⑶垂直尾翼⑷水平尾翼⑸起落架⒊动力系统⑴ M11涡轮发动机概述⑵发动机构造与工作原理⑶涡轮增压器⑷空气进气系统⑸排气系统⑹推力反向系统⒋燃油系统⑴燃油贮存⑵燃油供给⑶燃油过滤与净化⑷燃油传输⒌润滑系统⑴润滑油贮存与供给⑵润滑剂滤清与冷却⑶润滑系统监控与保护⒍起动系统⑴起动机构构造⑵发动机起动模式⑶自动起动控制⒎冷却系统⑴主要热源与散热器⑵油冷系统⑶风冷系统⑷机械冷却系统⒏控制系统⑴油门控制⑵泵浦系统控制⑶空气控制系统⑷电子控制系统附件:本文档所涉及的附件详见附件清单。
法律名词及注释:⒈涡轮发动机:指一种以涡轮动力驱动的发动机,通常由涡轮增压器和涡轮喷气发动机组成。
⒉燃油系统:指用于供给发动机燃料的系统,包括燃油贮存、供给、过滤与传输等组成部分。
⒊润滑系统:指用于给发动机各部件提供润滑剂的系统,确保发动机正常运转和减少磨损。
⒋冷却系统:指用于控制发动机温度的系统,包括油冷系统、风冷系统以及机械冷却系统。
⒌控制系统:指用于控制发动机动力输出、工作模式和各部件运行的系统,包括油门控制、泵浦系统控制、空气控制和电子控制。
第一章绪论1. 简述航空发动机研究和发展工作的特点。
1)技术难度大。
涉及学科众多,零件数量庞大并且工作环境复杂、苛刻。
然而对发动机的性能、重量、适用性、可靠性、耐久性、和环境特性等又有极高的要求。
2)周期长,发动机的研制周期为9~15年3)费用高,航空业均衡发展的国家,发动机的研究和发展费用约占研究总费用的1/4,占发动机销售额的12%~15%,远高于机械制造业3%~4%的比例。
2. 简述航空燃气涡轮发动机的基本类型及其特点。
分为涡喷、涡桨、涡扇、涡轴、桨扇。
涡喷:由于做功过程是连续的,又发动机本身就是推进器,没有像螺旋桨那样需要限制速度,所以推力较活塞发动机大得多,推力大、重量轻、能适应高空飞行的优点,突破了音障。
但由于发动机的推力是从高速排出的高温燃气获得的,所以涡喷存在耗油率高的缺点。
涡桨:结构以涡喷为基础,将轴延长至进气道前,安装一个直径较大的螺旋桨。
其排气能量损失小,推进效率高,所以耗油率低。
由于有直径较大的螺旋桨,飞行速度受到限制,由于Ma=0.5~0.7.由于螺旋桨和减速器的限制,功率也不可能太大。
涡扇:其是由推进喷管排出燃气和风扇加速空气共同产生推力的涡轮发动机,涡扇发动机具有喷气速度小、噪声低、耗油率小、推力大等优点,但由于具有涵道比,发动机的迎风面积大,喷气速度小,不适宜用于超音速飞机。
涡轴:主要用于直升机,工作和构造上基本同于涡桨发动机,但燃气排出速度较低产生少量动力,大部分的动力有螺旋桨提供。
桨扇:兼具涡扇与涡桨的优点,比现有的涡扇更省油并接近涡桨发动机,又能以接近涡扇发动机的飞行马赫数巡航。
由于发动机的转速较高产生较大的噪音。
第三章一、填空题1. 现代涡轮喷气发动机的结构由(进气道)、(压气机)、(燃烧室)、(涡轮)、(排气装置)五大部件和附件传动装置与附属系统所组成。
2. 发动机工作时,在所有的零部件上都作用着各种负荷。
根据这些负荷的性质可以分为(气体负荷)、(质量负荷)和(温度负荷)三种。
飞机结构与系统一、引言飞机结构与系统是飞机设计与制造中至关重要的一部分。
它涵盖了飞机的设计、材料选择、结构安全性、机载系统等多个方面。
本文将介绍飞机结构与系统的基本概念、主要组成部分以及设计原则。
二、飞机结构的基本概念1.主要组成部分–机身:飞机的主体结构,通常包括机头、机尾和机翼的连接部分。
–机翼:产生升力的关键部件,通常由主翼和副翼组成。
–尾翼:控制飞机姿态的部件,通常由水平尾翼和垂直尾翼组成。
–起落架:支撑飞机在地面行驶和起降的部件。
–发动机支架:固定安装发动机的结构。
2.结构材料–金属材料:如铝合金、钛合金等,常用于飞机的结构部件。
–复合材料:如碳纤维、玻璃纤维等,具有较高的强度和轻质化特性,广泛应用于现代飞机。
–纺织品:如织物、缝合线等,用于飞机内饰和安全带等部件。
三、飞机系统的主要组成部分1.动力系统–发动机:提供飞机所需的推力,通常有涡轮喷气发动机和涡桨发动机等类型。
–燃油系统:负责存储和供应燃油。
–冷却系统:确保发动机和其他关键部件的温度控制。
2.控制系统–飞行控制系统:包括飞行操纵系统、自动驾驶系统等,用于控制飞机的姿态和操纵。
–电气控制系统:用于飞机各个系统的电力供应和控制。
–液压控制系统:用于操纵和控制飞机的液压系统。
3.气源系统–压气机:用于提供机载气源,供应给相关系统使用。
4.辅助系统–环境控制系统:负责飞机的空调、供氧等工作。
–消防系统:用于应对可能发生的火灾事故。
–导航系统:用于飞机的导航和定位。
–通信系统:用于飞机与地面的通信。
四、飞机结构与系统的设计原则1.安全性:飞机结构与系统的设计必须满足航空器运行的安全要求,保证在各种工况下的结构安全和系统可靠性。
2.结构轻量化:采用轻质材料和合理的结构设计,以降低飞机自重,提高机载有效载荷和航程。
3.系统模块化:将飞机系统划分为独立的模块,并通过标准化接口进行连接,以方便维护和升级。
4.节能环保:优化动力系统和控制系统设计,降低燃料消耗和排放。
M11-涡轮发动机飞机的结构与系统(ME-TA)1机体区域编码4XX部件在?(劢力装置呾吊舱P37) 25组成液压舵回路必要元件有? 2机翼上的主起落架机轮不地面摩擦力在机翼结极中引起26适用于磷酸酯基液压油的封圀是?(异丁橡胶,戒乙烯-的力矩等于?(摩擦力乘以地面到机翼刚轰的距离)丙烯合成橡胶,聚四氟乙烯) 3操纵方向舵产生的气劢力矩在后机身哪部分蒙皮中产生27放起落架正常的作劢顸序是?(开舱门,开上位锁,放的剪应力最大?(机身上下蒙皮)起落架并锁定,关舱门) 4确定飞机保持水平姿态的方法?(将气泡水平仦放在标记28起落架收放系统中节流阀的功用是?(限制下放速度)快上看气泡是否在中心位置) 29前转弯系统中压力补偿器的功用是?(使油液迕入作劢5形成机翼结极油箱部件是:翼梁腹板,翼肋,腹板,蒙皮筒低压腔,确保作劢筒内始终充满油液) 6内力扭矩会在机翼各叐力极件引起什么反映?(翼肋传给30滑行灯不着陃灯比轳,特点是?机翼蒙皮的一圀剪流形成小扭矩,由翼尖向翼根累计,形成31厨房呾厕所产生的污水如何排放?机翼的内力——扭矩) 32(多选题)下面那中情冴回造成飞机地面滑行承叐轳大7桁条式机身结极中承叐弯矩引起的拉压应力的主要叐力的颠簸轲荷?极件是?(由桁条呾蒙皮承叐) 33 飞机高速拉起过秳中,平尾上的轲荷因数呾飞机重心上9梁,肋,腹板上的无口盖开口最好是囿垄(在不同轲的荷的轲荷因数相比哪个大?的作用下引起应力集中最小) 34 内力的基本形式是?(拉力,压力,剪力,弯矩呾扭矩) 10安定面结极不机翼结极基本相同(轱垄飞机安定面多为35 正应力矢量是沿截面的法向方向;剪应力矢量是沿截面梁式结极,大垄飞机是多纵墙的单坑式)的切线方向。
11气劢轲荷的作用下,副翼(装有支点的横截面叐剪力,36 安全导命设计怃想只考虑无裂纹导命。
弯矩最大;在操纵摇臂部位扭矩最大) 37 用铆钉铆接时,如果是松配合,在铆钉叐力时会怂样?12収劢机防火墙用什么材料制成?(不锈钋,钛合金,因疲劳康合金) 38 钋件镀镉后,表面会形成一层均匀致密的保护膜。
航空发动机原理1 概论航空动力装置的功能是为航空器提供动力,推进航空器前进,所以航空动力装置也称为航空推进系统。
它主要包括航空发动机,以及为保证其正常工作所必需的系统和附件,如燃油系统、滑油系统、起动系统和防火系统等,通常简称为航空发动机。
1.1航空燃气涡轮发动机的基本类型目前航空燃气涡轮发动机有五种基本类型:涡轮喷气发动机、涡轮螺桨发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机和供垂直/短距离飞机用的发动机。
涡轮喷气发动机简称涡喷发动机(WP)。
从结构上讲,它由压气机、燃烧室、燃气涡轮和尾喷管四个主要部件组成(见图1-1),其特点是:涡轮只带动压气机压缩空气,发动机的全部推力来自高速喷出的燃起流所产生的反作用力。
涡轮喷气发动机经济性差高温、高速燃气由尾喷管排出,能量损失大,因此经济性差。
图1-1 涡轮喷气发动机涡轮螺桨发动机简称涡桨发动机(WJ)。
在这类发动机中,涡轮除带动压气机供给发动机所需的空气外,还带动螺桨,产生飞机前进的拉力。
由尾喷管喷出的燃起流所产生的推力只占飞机前进力的很少一部分(10%)。
从结构上讲,这类发动机还多一个部件——减速器。
涡轮风扇发动机简称涡扇发动机(WS),又称内外涵发动机。
它是介于涡喷和涡桨之间的一种发动机。
它由两个同心圆筒的内涵道和外涵道组成,在内涵道中装有涡喷发动机的部件——压气机、燃烧室和涡轮,在外涵道中装有由内涵转子带动的风扇(见图1-2)。
发动机的推力是内、外涵道气流反作用力的总和。
- 2 -外、内涵道空气流量之比称为流量比,又称涵道比。
涡扇发动机的优点是,推力大了,排出的能量小了,耗油率低。
图 1-2 涡轮风扇发动机若在涡桨发动机中,发动机输出轴不带动螺桨,而用来输出功率,例如带动直升机的旋翼、舰艇的推进器、或地面的发电机和油泵等,则这种燃气涡轮发动机称为涡轮轴发动机,简称涡轴发动机(WZ)。
1.2 航空燃气涡轮发动机性能指标涡轮发动机和涡扇发动机都是将燃气发生器的可用功用于增加流过发动机气流的动能并产生反作用推力。
飞机发动机简介及结构图飞机发动机飞机发动机有活塞式、涡轮喷气式、涡轮螺旋桨式、涡轮风扇式等,早期甚至还有安装火箭发动机的。
涡扇发动机我国已经有突破。
高性能涡扇发动机的研发需要国家有很坚实的科研基础和工业系统支持,不是简单的事情。
飞机发动机-国产发动机我国早就可以制造发动机,但自主研发能力较弱。
1956年第一台涡喷-5发动机从沈阳航空发动机厂仿制成功以来,我国的航空发动机行业一直以仿制和改进别国发动机为主,虽然也曾自行研制过几种发动机,但都因种种原因中途夭折了。
我国自主研发的飞机发动机有“昆仑”涡喷发动机和“太行”涡扇发动机两种发动机。
飞机发动机-安装位置飞机发动机发动机的安装位置也不一样,有的在机身两侧,有的在翼内,也有的在翼下……那么,为什么会出现这些差别呢?这是因为动力装置的布局与飞机外形是一项整体设计,发动机的安装位置与飞机的种类、用途及飞机的气动布局、结构、重量、重心平衡等都有关,而且还要考虑到安全性、维护性等诸多因素。
具体来说,主要应满足以下几项要求:保证推进系统在飞机的各种飞行状态下都能安全、可靠、有效地工作;尽可能减小阻力;结构简单、减轻重量;可维护性好;噪音和振动小;生存力强,在受炮火攻击或砂石、鸟撞后不致引起严重事故。
当然,这诸多要求不可能全部满足,要根据飞机的具体情况,突出其中几项而兼顾其他项。
比如,对于战斗机来说,主要要求重量轻、速度快、机动性好、生存力强,所以装用的一台或两台涡扇发动机多置于机身后部。
进气方式一般选用腹部进气或机身后段两侧进气,如F-16。
后段两侧进气布局的好处是机身前段、中段可安置设备、弹药和油箱,而且发动机的轴线与机身轴线相距很近,两发动机的推力不协调时,飞机所受的俯仰力矩和偏航力矩较小。
不足之处是进气道较长,进气效率较低,维护检查也不太方便。
飞机发动机结构图。
飞机的构造与系统飞机的基本组成飞机的主要组成部分及其功能如下:1、推进系统:包括动力装置(发动机和保证其正常工作所需的附件)、能源及工质。
其主要功能是产生推动附件前进的推力(或拉力)。
2、操作系统:其主要功能是形成(自动或有驾驶员)与传递操纵指令,驱动舵面和其他机构,控制飞机按预定航线飞行。
3、机体:包括机身、机翼和尾翼等。
其主要功能是产生升力;装载有效载荷、燃油及机载设备;将其他系统和装置连成一个整体,构成适于稳定及操纵飞行的气动外形。
4、起落装置:其主要功用是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时,用以支持以及吸收撞击能量并操纵滑行方向。
5、机载设备:包括方向仪表、导航、通信、环境控制、生命保障、能源供给等设备以及客舱生活服务设施(对民用飞机)或武器和火控系统(对军用飞机)。
航空发动机为航空器(主要指飞机)提供所需动力的发动机。
目前,飞机常用的发动机主要有四类:1、活塞式航空发动机:早期在飞机和直升机上应用的发动机,用它带动螺旋浆或旋翼。
活塞式航空发动机的优点是省油,螺旋浆在低速飞行时推进效率高,在相同功率下能产生较大的拉力,有利于提高飞机的起飞性能。
缺点是结构复杂,重量大而输出功率小,螺旋浆在高速飞行时推进效率低,因此不适用于大型和高速飞机。
但是对低速飞机而言,它具有喷气式发动机不可比拟的优点,那就是耗油率低。
此外,由于燃烧较完全,对环境的污染相对较低,噪音也较小。
因此,小功率的活塞式航空发动机还广泛使用在轻型飞机、直升机以及超轻型飞机上。
2、涡轮螺旋浆发动机:燃气涡轮发动机构造简单、功率大、体积小和重量轻,可以用在大型飞机上。
但由于螺旋浆的限制,仍限用于速度低于800公里/小时的飞机上。
3、涡轮喷气发动机:具有重量轻、体积小和功率大的特点,适于超音速飞行。
但在高亚音速范围内推进效率较低,耗油也多。
在发动机涡轮后的喷管中补充燃油,构成加力燃烧室,可以大幅度提高推力,但是耗油量增加很多,只能用在短时间作超音速飞行的超音速歼击机和轰炸机上。
11.3航空燃气涡轮发动机的性能本节主要介绍:¾发动机的推力及其影响因素¾发动机的经济性¾发动机的加速性¾发动机的常用工作状态1、推力的表征参数:―风扇转速N1,如CFM56,GE90―EPR(Engine Pressure Ratio),如V2500,PW4000发动机外涵EPR=P 5*Ⅱ/P 1*1、推力的表征参数:―EPR(Engine Pressure Ratio),如V2500,PW4000发动机转速nn↑ ,R↑、sfc↓发动机转速对推力和燃油消耗率的影响燃油消耗率推力R SFCn 慢车n 最大转速n2、推力的影响因素:飞行马赫数M飞行M数对推力的影响R1.0Y=012M2、推力的影响因素:大气压力P 00P PR R=大气湿度湿度增加,推力降低大气温度T 0200⎟⎠⎞⎜⎝⎛=T T R R 00T T sfc sfc =2、推力的影响因素:2、推力的影响因素:2、推力的影响因素:飞行高度H飞行高度对推力和燃油消耗率的影响SFC R (米)2,0006,00000010,14,000 0.2 0.6 1.0燃油消耗率相对值推力相对值飞行高度H11.3.2 发动机的经济性发动机的经济性指标:—从发动机耗油的角度--耗油率—从能量转换的角度--总效率总效率燃料的化学能发动机气流的动力增量飞机的推进功发动机的有效效率(热效率)定义:气流的动能增量与加入的燃料的理论放热量之比意义描述了发动机将热能转换成气体动能增量过程中能量的损失,评定了作为热机的经济性。
目前:一般为25~40%。
推进效率定义:发动机的推进力与速度的乘积和气流动力增量的比值意义:描述了发动机将气体动能增量转变成飞机推进功过程中能量损失的大小,评定了发动机作为推进器的经济性。
总η 定义:推进功与理论放热量之比意义:热能转变成机械功过程中总的能量损失大小用来衡量发动机作为动力装置的经济性。