课程名称航空宇航推进原理

【专业名称】航空宇航推进理论与工程
【专业代码】082502
【内容简介】
浙江大学“航空宇航推进理论与工程”是我校航空宇航科学与技术领域下属的二级学科之一。

本学科近年来在燃烧与推进技术、发动机内流场的一体化仿真等方面开展了深入的研究工作，取得一系列研究成果。

特别是在燃烧和推进技术领域，对空天飞行器推进系统的燃烧过程进行了大规模并行模拟，对液体火箭发动机中的高压喷射动力学及油滴蒸发和燃烧现象进行了卓有成效的研究工作。

在燃料电池的研究工作中，提出了一个准确高效的混合区域模型，建立了一套极其有效的多维、多相流、多物理性、并适用于大规模并行计算的质子交换膜燃料电池的模拟计算软件。

【主干课程】张量分析、连续介质力学、高等流体力学、燃烧与推进理
论、计算流体力学、现代流体实验测试技术、多相流体力学、
空气动力学、计算传热学、现代控制理论、C＋＋与数据结构 【研究所】浙江大学飞行器设计所
【主攻方向】1. 超声速燃烧的数值模拟与仿真
2. 燃气轮机湍流燃烧的大规模并行计算
3. 发动机内流场的一体化仿真
4. 液体火箭发动机中的高压喷射和燃烧现象的研究
5. 高速飞行器中相关的传热现象与热防护技术的研究
6. 新型推进技术的研究
7. 新型动力和能源技术的研究
【就业流向】
毕业生具备成长为航空航天和力学等领域的高水平创新型人才的专业素养，适合在众多工程领域从事相关科学研究、技术开发、工程设计和教育教学等工作。

推进式飞行器的原理和应用1. 引言推进式飞行器，也被称为喷气式飞行器，是一种通过喷射高速气流产生推力以推动飞机前进的飞行器。

它被广泛应用于商业航空、军事航空以及太空探索等领域。

本文将介绍推进式飞行器的基本原理、工作原理以及应用情况。

2. 基本原理推进式飞行器的基本原理是利用牛顿第三定律——作用力相等于反作用力。

当从喷气口喷出高速气流时，气流将产生反推力，推动飞行器向前运动。

其工作原理可以通过以下几个方面来解释：•空气吸入和压缩：推进式飞行器通过进气口将外界空气吸入，然后利用压缩机将空气压缩，提高空气密度和压力。

•燃烧：经过压缩的空气与燃油混合后，在燃烧室中点燃，产生高温和高压气体。

•喷气推力产生：高温高压气体通过喷嘴喷出，产生高速喷射气流，从而产生反推力推动飞行器前进。

3. 工作原理推进式飞行器的工作原理可以分为几个关键步骤：1.进气：外界空气通过飞行器的进气口进入机舱，经过滤网过滤杂质后进入压缩机。

2.压缩：压缩机将进气的空气压缩，提高空气密度和压力。

压缩后的空气进入燃烧室。

3.燃烧：燃烧室中的燃油与压缩后的空气混合并点燃，产生高温高压气体。

4.喷气推力：高温高压气体经过喷嘴喷出，产生高速喷射气流，产生反推力推动飞行器前进。

5.剩余气流排出：喷气后的剩余气流通过推力装置后部的喷嘴排出，形成后向排气流。

4. 应用情况推进式飞行器广泛应用于商业航空、军事航空以及太空探索等领域。

以下是几个推进式飞行器的应用情况：•商业航空：大多数商业客机都采用了推进式飞行器。

这些飞机可以凭借高速喷射气流产生的大推力，载客并快速飞行。

•军事航空：战斗机、侦察机、轰炸机等军用飞机都采用了推进式飞行器。

这些飞机可以在空中快速作出各种动作，并具有较高的机动性。

•太空探索：推进式飞行器也被用于太空探索任务中。

例如，它们被用于推动火箭进入轨道，以及在太空中进行航天器的微调和姿态控制。

5. 结论推进式飞行器作为一种利用高速喷射气流产生的推力来推动飞行器运动的装置，在航空领域有着广泛的应用。

《飞机推进系统原理》课程教学大纲一、适用专业本大纲适用于本科班飞行器动力工程专业。

二、课程的性质、地位和任务《飞机推进系统原理》是本专业的一门专业基础课，它是从系统的观点出发，研究飞机推进系统各主要部件的工作原理与特性，各主要部件之间的匹配工作及系统性能变化规律的课程。

通过本课程的教学应完成的任务是：使学生正确建立飞机推进系统的有关概念，深刻理解飞机推进系统工作原理，掌握性能分析的理论知识和基本方法，具备分析、判断、预防使用过程中常遇性能故障以及初步进行发动机性能论证的能力，为后续专业课程和将来从事专业技术工作打好扎实的理论基础。

三、章节学时分配和作业量四、教学要求及内容提要第一章飞机推进系统概论（一）教学要求了解飞机推进系统发展概况，了解涡扇发动机在飞机推进系统中所处的地位与发展现状，了解高、新技术在飞机推进系统中的应用与现代设计思想，了解涡扇发动机的分类及基本工作情形，理解发动机推力的产生原理、计算方法和公式，了解发动机效率的概念及其计算，了解发动机各种性能的评定指标。

（二）内容提要飞机推进系统的发展概况，喷气发动机的分类，涡轮风扇发动机的分类和基本工作情形，发动机的推力和效率及性能评定指标。

（三）重点难点重点：涡扇发动机在飞机推进系统中所处的地位与发展现状，涡轮风扇发动机的分类和基本工作情形，发动机产生推力的原理、推力的计算。

难点：发动机的效率。

第二章进气系统的工作原理与特性（一）教学要求了解进气系统的功用与要求，理解外压式超音速进气道的工作原理与特性，理解超音速进气道的调节方法与原理，了解进气系统与飞机、发动机相互影响的概念。

（二）内容提要对进气系统的要求和进气道的基本性能参数，超音速进气道的工作原理与特性，超音速进气道的调节。

（三）重点难点重点：进气道的基本性能参数，外压式超音速进气道的工作原理与特性，超音速进气道的调节方法与原理。

难点：外压式超音速进气道的节流特性及不稳定工作。

第三章压气机的工作原理与特性（一）教学要求了解轴流式压气机的组成及其研究方法和有关基本几何参数，理解压气机（风扇）的基本工作原理，深刻理解压气机（风扇）的通用特性，理解压气机（风扇）的不稳定工作及其调节措施，了解当代压气机（风扇）设计中的新思想、采用的新技术概况。

航空宇航推进理论与工程学科介绍“航空宇航推进理论与工程”是航空宇航科学与技术一级学科下的二级学科。

该学科涉及热流科学、机械学、电子学以及计算机科学等相关知识，是一个综合性很强的学科，对航空科学与技术具有重要的支撑作用。

该学科是沈阳航空工业学院实力较强且重点发展的主干学科，也是辽宁省高校中独有的学科。

方向一：航空发动机燃烧设计与分析技术研究内容：研究航空发动机及其它动力装置燃烧部件设计、计算和模拟；燃烧室综合性能分析、多学科优化设计；燃烧排放污染物测量和预测；燃烧设计新技术；高效冷却；燃烧物理化学过程；可靠性、经济性、安全性权衡设计；燃烧室设计准则及温度场、浓度场、流场预测等。

现有条件：2003年底利用中央与地方共建资金230余万元建成“综合燃油激光雾化测量分析实验室”，该实验室主要研究燃油雾化特性、燃烧机理以及喷嘴设计技术，设备水平在国内高校处于领先地位。

发展规划：该实验室在目前主要以学科队伍建设和研究能力及水平的提高为主。

计划在三年内取得一批成果。

梯队建设：方向二：航空发动机强度、振动及噪声研究内容：主要研究航空发动机及其它动力装置的强度、振动、噪声及故障诊断和状态监测技术，主要包括航空发动机强度和振动的新计算方法；振动及噪声的测量和分析技术；利用振动和噪声分析技术进行故障诊断的新方法及相关软、硬件技术；以及航空发动机及其它动力装置的振动及噪声控制技术。

现有条件：现有振动与噪声实验室于1986年建成，设备总额200余万元，主要包括振动与噪声的测量和分析仪器。

目前，该实验室的主要仪器是80年代水平，相对落后，学校投资200余万元购置先进仪器的计划正在招标，预计2004年底设备到位。

发展规划：根据开展先进航空发动机转子非线性动力学、振动控制及故障智能诊断的研究要求和“航空推进理论和技术”硕士点要求提出建立“转子非线性动振动及控制”实验室。

该实验室的建成将为转子非线性振动特性、转/静子碰磨机理、振动抑制、多重故障智能诊断等一系列科学前沿课题的研究提供先进的实验条件，其研究成果将为改善发动机转子动态特性、降低发动机振动、研制高水平诊断系统、避免发动机故障等提供有力的技术支持。

航空航天工程中的航天器推进系统在航空航天工程中，航天器推进系统是航天器能够进行太空飞行的关键部件之一。

它主要负责提供推力，使航天器能够克服地球引力和空气阻力，进行速度控制、姿态控制和轨道调整等操作。

本文将就航天器推进系统进行详细介绍。

一、推进系统的作用航天器推进系统主要起到推动航天器的作用。

通过提供推力，推进系统使航天器能够离开地球表面，进入太空环境。

同时，推进系统还可以使航天器改变速度和姿态，以实现特定的任务，比如进行轨道调整、位置修正和卫星对接等操作。

二、推进系统的组成航天器推进系统通常由推进剂贮箱、推进剂供应系统、发动机和喷管等部件组成。

1. 推进剂贮箱：推进剂贮箱是储存推进剂的容器，通常位于航天器的底部或者侧面。

推进剂贮箱必须具备足够的强度和密封性，以确保推进剂能够安全地储存和使用。

2. 推进剂供应系统：推进剂供应系统主要负责将推进剂从储箱输送到发动机。

它通常包括推进剂泵、管路系统和阀门等组件。

推进剂供应系统必须具备可靠的输送能力和稳定的工作性能，以确保发动机能够正常运行。

3. 发动机：发动机是推进系统的核心部件，负责将推进剂燃烧产生的能量转化为推力。

根据不同的推进方式，航天器推进系统可以采用化学推进发动机、电推进系统或者核推进系统等不同类型的发动机。

每种发动机都有其独特的工作原理和性能特点。

4. 喷管：喷管是航天器推进系统的出口部分，通过喷口释放高速喷流，产生反作用力推动航天器运动。

喷管的形状和尺寸会影响推力的大小和方向，因此需要根据具体的任务需求进行设计和优化。

三、推进系统的工作原理航天器推进系统的工作原理基于牛顿第三定律，即“作用力等于反作用力”。

推进剂在发动机内燃烧产生高温高压气体，通过喷管喷射出去产生推力，同时航天器会受到反作用力推动。

根据不同的推进方式，推进系统的工作原理和推进剂的燃烧过程会有所不同，但基本原理都遵循牛顿定律。

四、推进系统的应用航天器推进系统广泛应用于各种类型的航天任务中。

《飞机推进系统原理》课程学习指南一、学习基础根据对本课程教学内容的分析，为达到其教学目标，要求学生具有扎实的数学、物理功底，能够用高等数学、普通物理知识去解决飞机推进系统的理论计算和性能评估等问题，而且要求学员具备扎实的《工程热力学》、《气体动力学》、《发动机构造》的知识，因此，掌握这三门课程的基本内容对于学好《飞机推进系统原理》具有重要的作用。

同时，还应具有一定的实验技能和计算机编程计算能力。

二、内容体系本课程的内容体系是按照飞机推进系统的组成及各部件的安装顺序讲解飞机推进系统各部件的工作原理与特性，在此基础上讨论研究飞机推进系统各部件的匹配工作，进而分析发动机的性能参数与工作过程参数之间的关系，再研究发动机的特性及过渡工作状态，然后研究发动机的使用特性及典型故障案例分析，最后介绍新概念发动机的知识。

教学内容设计安排，由浅入深，体现教学内容组织的科学性和系统性，对教学内容安排上的合理、优化，注重理论联系实际，提高学员分析问题和解决问题的能力。

三、学习方法正确的学习方法对于学好这门课程至关重要。

根据本门课程具有理论性强，结合装备紧密等特点，在学习中，应从打牢基础，掌握基本分析方法入手，重点要在提高分析问题和解决实际问题的能力上下功夫。

第1章主要讲授飞机推进系统的概念及发展历程、喷气发动机的分类与基本工作原理、发动机的推力和效率、发动机的性能评定指标。

该章的学习要在明确飞机推进系统的概念、组成，发动机的分类方法及各种发动机特别是涡扇（涡喷）发动机的基本工作原理、截面符号的规定，掌握发动机产生推力的原理和计算方法及性能评定指标上下功夫。

第2章-第6章主要讲授飞机推进系统各部件（进气道、压气机、主燃烧室（加力燃烧室）、涡轮、尾喷管）的工作原理与特性，根据各部件的功用、结构及工质在其中的流动特点，要善于应用《工程热力学》、《气体动力学》中的质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律去分析气体在飞机推进系统各部件中的能量转换关系和流动规律，重视对研究方法、基本性能参数、工作原理、特性、非设计状态特点的理解和掌握。

航空航天推进系统航空航天推进系统是航空航天领域中至关重要的一部分，它负责为飞行器提供动力，推动飞行器在大气层或太空中进行飞行。

航空航天推进系统的发展对于航空航天技术的提升和飞行器性能的改善具有重要意义。

本文将探讨航空航天推进系统的基本原理、主要组成部分以及未来发展方向。

一、航空航天推进系统的基本原理航空航天推进系统的基本原理依据牛顿第三定律——作用力与反作用力相等。

根据这一定律，推进系统通过喷射高速气流或推力将飞行器向相反方向推进，从而实现动力传递。

航空航天推进系统可以分为两类：化学推进系统和电磁推进系统。

化学推进系统是目前航空航天领域中最常见的推进系统，它通过燃料的燃烧与氧化剂反应产生高温高压气流或喷气来产生推力。

这种推进系统可分为火箭引擎和喷气发动机两种类型。

火箭引擎利用化学能转化为动能，并通过释放高速排气将飞行器推进到空间中。

喷气发动机则通过喷射高速气流来为飞行器提供动力。

电磁推进系统是一种新兴的推进技术，它利用电磁场的相互作用通过磁场或电场产生推力。

电磁推进系统可以分为离子推进器和等离子体推进器两种类型。

离子推进器利用离子束的推力产生推力，能够提供长时间持续的推力且效率高，适用于太空探测任务。

等离子体推进器则通过产生等离子体推进气体并利用磁场加速喷射以产生推力，具有高速和高效推进的特点。

二、航空航天推进系统的主要组成部分航空航天推进系统由多个关键组件组成，每个组件发挥着重要的作用，以提供充足的推力和高效的推进效果。

主要组成部分包括：1. 燃料系统：负责提供燃料和氧化剂供给燃烧反应，以产生高温高压气体或喷气。

2. 推进器：是航空航天推进系统中最核心的组件，负责将燃烧产生的气体或喷气进行喷射或排放，产生推力。

3. 燃烧室：是燃料和氧化剂混合并燃烧的区域，燃烧室内的燃烧反应产生高温高压气体，并将其送入推进器。

4. 控制系统：控制航空航天推进系统的启动、燃料供给、推进器喷射等过程，确保系统的安全和稳定运行。

航空航天工程师的航天器动力与推进航空航天工程师是一项高度专业化的工作，他们负责设计、研发和测试航天器的各个方面。

其中，航天器的动力与推进是最重要的一部分。

本文将就航天器动力与推进的概念、原理、技术和未来趋势进行探讨。

一、航天器动力与推进的概念航天器动力与推进是指提供航天器运动能量的系统和装置，使航天器能够在太空中自主导航和实现各类任务。

它们既包括推进剂供给的动力系统，也包括推进系统，如火箭发动机、离心机、气喷系统等。

二、航天器动力与推进的原理航天器动力与推进依赖于牛顿第三定律——作用与反作用定律。

推进剂在燃烧后产生高压气体排出，通过喷射力推动航天器运动。

根据动力系统的不同，航天器动力与推进可以分为化学推进、电力推进、核动力推进等。

三、航天器动力与推进的技术1. 化学推进技术化学推进是目前航天器最常见的推进方式，它通过化学反应将推进剂和氧化剂在发动机中燃烧，产生高温高压的燃气并排除，从而推动航天器运行。

化学推进技术成熟、可靠，但也面临着推力有限、效率低、污染环境等问题。

2. 电力推进技术电力推进利用电能将离子加速并喷射出航天器，产生推力。

它的优点是推力连续可调，比化学推进更高效，但也需要大量电力和精密控制系统。

3. 核动力推进技术核动力推进采用核反应堆产生巨大的热能，将推进剂加热并喷射出航天器，实现推进。

核动力推进具有高推力、长持续时间的优势，但对核安全和废核物处理等问题提出了更高的要求。

四、航天器动力与推进的未来趋势1. 新材料的应用随着新材料的不断发展，航天器动力与推进也将迎来新的突破。

比如轻质复合材料的应用可以减轻航天器重量，提高推进效率；耐高温材料的应用可以提高发动机的工作温度。

2. 绿色环保的推进剂传统的推进剂存在严重的污染问题，未来航天器动力与推进的发展趋势将倾向于绿色环保。

例如，可再生能源、液氢等绿色推进剂的研究与应用将为航天器动力带来一场革命。

3. 精细化控制技术航天器动力与推进不仅需要高效的推力，还需要精细的控制。

航空宇航推进理论教案教案标题：航空宇航推进理论教学目标：1. 了解航空宇航推进理论的基本概念和原理。

2. 掌握不同类型的航空宇航推进系统的工作原理和应用。

3. 培养学生的科学思维和实验能力，通过实践操作加深对航空宇航推进理论的理解。

教学内容：1. 航空宇航推进理论的概述a. 航空宇航推进的定义和发展历史b. 航空宇航推进的基本原理c. 航空宇航推进的分类和应用领域2. 火箭推进系统a. 火箭推进系统的组成和工作原理b. 火箭燃料的选择和性能指标c. 火箭推进系统的应用案例3. 喷气推进系统a. 喷气推进系统的组成和工作原理b. 喷气推进系统的燃料选择和性能指标c. 喷气推进系统的应用案例4. 涡扇推进系统a. 涡扇推进系统的组成和工作原理b. 涡扇推进系统的燃料选择和性能指标c. 涡扇推进系统的应用案例教学过程：1. 导入：通过展示一些航空宇航推进系统的图片或视频，引起学生的兴趣和好奇心。

2. 知识讲解：以PPT或板书的形式，依次介绍航空宇航推进理论的概述、火箭推进系统、喷气推进系统和涡扇推进系统的相关知识。

3. 实验操作：安排学生进行简单的实验操作，例如使用气球和吸管模拟火箭推进系统，或使用水和瓶子模拟喷气推进系统，以帮助学生更好地理解和体验航空宇航推进理论。

4. 讨论和总结：组织学生进行小组或全班讨论，分享实验结果和观察，总结不同推进系统的特点和应用。

5. 拓展活动：鼓励学生进行相关的拓展活动，如查阅相关资料、观看航空宇航推进系统的实际应用案例等。

评估方式：1. 课堂参与和讨论表现评价。

2. 实验操作和结果报告评估。

3. 拓展活动的成果评估，如写作文、制作展板等。

教学资源：1. PPT或黑板、粉笔等教学工具。

2. 航空宇航推进系统的图片、视频等多媒体资源。

3. 实验所需的材料和设备，如气球、吸管、瓶子等。

教学建议：1. 在讲解过程中，尽量使用简明易懂的语言，避免过多的专业术语，以便学生更好地理解。

航空航天工程课的教案标题航空航天工程课的教案标题：探索飞翔的奥秘引言：航空航天工程是现代科技的重要组成部分，它关乎着人类的未来发展。

通过探索航空航天工程课程，可以让学生对飞行原理、飞行器设计和航天探索有更深入的理解。

本教案将从飞行原理、飞行器设计和航天探索三个方面展开，帮助学生更加全面地了解航空航天工程的奥秘。

一、飞行原理1. 了解大气层结构和密度变化对飞行的影响。

2. 探索气动力学和气动特性与飞行原理的关系。

3. 研究升力和阻力的产生与作用机理。

4. 分析操纵性和稳定性对飞行的重要性。

二、飞行器设计1. 研究飞机的基本构造和控制系统。

- 理解机翼、机身、机载系统等重要组成部分的功能和作用。

- 掌握飞机控制系统的原理和操作。

2. 分析火箭的发射与控制原理。

- 了解火箭发射过程中涉及的关键技术和工程。

- 探索如何通过燃料、推进系统和控制系统实现火箭的稳定飞行。

3. 研究卫星的设计和运行机制。

- 了解卫星在轨道上的工作原理和通信系统。

- 分析卫星的构造和各种传感器的功能。

4. 探索飞行器设计过程中的安全考虑。

- 强调飞行器设计中的安全性、可靠性和环境友好性。

- 研究如何应对飞行事故和应急情况。

三、航天探索1. 了解航天发展的历史和里程碑。

- 回顾人类首次登月和国际空间站的建设。

- 探索航天技术的进步和应用。

2. 研究航天器的探测和勘测任务。

- 分析无人探测器的设计和工作原理。

- 了解航天器在太空中的探测任务和目标。

3. 探讨载人航天任务的挑战和意义。

- 研究载人航天的发展历程和技术突破。

- 分析载人航天对人类探索宇宙的意义和影响。

4. 理解国际合作在航天领域的重要性。

- 了解国际航天组织和合作项目。

- 分析国际航天合作对推动航天技术和科学研究的贡献。

结语：通过对航空航天工程的学习，学生可以更好地理解飞行原理、飞行器设计和航天探索的科学原理和应用。

这不仅为学生提供了对航空航天事业的全面了解，也为他们未来在航空航天领域的发展打下坚实基础。