(整理)西北工业大学航空发动机结构分析课后答案第2章典型发动机
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第四章燃气涡轮1.航空燃气涡轮发动机中,涡轮有哪两种基本类型?答:按流动的方向,燃气涡轮分为轴流式涡轮与径向式涡轮两类。
3.从截面翼型的厚薄、曲率、叶冠或凸台、榫头、材料、冷却的几个方面看,涡轮工作叶片与压气机工作叶片的区别有哪些?答:5.涡轮转子连接的基本要求是什么?答:(一)盘与轴联接:足够刚度,强度,不削弱盘与轴,以便能传负荷;盘与轴在装配及工作时应可靠的定心;联接处高热阻,减少盘向轴传热。
(二)盘与盘联接:除了强度与刚性,可靠定心之外,还要考虑级数与联接部分较多对整个涡轮转子的影响(减小热应力,便于拆装,减小振动);(三)叶片与盘联接:要承受巨大的离心力、气体力和振动负荷,此外,还要求允许榫头自由膨胀,以减小热应力;另一方面,榫头传热要好。
7.列举枞树型榫头的优点。
答:(一)叶根与轮缘部分的材料利用合理,承力截面积大,承拉截面接近等强,因此这种榫头重量较轻;(二)榫头在轮缘所占的周向尺寸较小,因为在轮盘上可安装较多的叶片;(三)这种榫头可以有间隙地插入榫槽,允许榫头与轮缘受热后自由膨胀;(四)可以利用榫头的装配间隙通入冷却空气,对榫头和轮缘进行冷却;(五)拆装及更换叶片方便9.涡轮机匣和压气机机匣相比的结构特点是什么?答:压气机机匣通常是圆柱形或圆锥形壳体,有整体式、分半式和分段式机匣。
涡轮机机匣和压气机机匣相比还借前后安装边分别与燃烧室及喷管连接。
另外涡轮的径向间隙沿圆周均匀,并且要尽量减少机匣与涡轮叶片的径向间隙。
11.涡轮冷却系统的冷却对象有哪些?答:涡轮冷却系统的冷却对象有叶片榫头、涡轮盘、涡轮轴、涡轮叶片、第一级涡轮导向叶片、轴承、承力环、涡轮外环。
1 / 213.挂钩式涡轮导向器有哪些优点?答:(一)涡轮机匣避免了开孔,又得到固定叶片用的环槽座的加强,这对机匣强度,刚性有利,又省掉了紧固件,装拆方便,又可减重;(二)导向叶片的固定可靠。
由于气流的轴向力是向后的。
促使导向叶片压紧在环槽内;(三)导向叶片外缘板与机匣间有较大的间隙,它与涡轮封严环一起与涡轮机匣形成双层壁结构;(四)导向叶片内端有内支撑,从而提高了叶片的抗振刚性,减少了漏气损失,又保证了叶片自由膨胀;(五)利用机匣的扩散形结构,很好解决了多级低压涡轮的装配和拆卸问题,改善了工艺性和维修性。
《航空发动机结构分析》课后思考题答案第一章概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型?指出它们的共同点、区别和应用。
.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的?答:涡喷二十世纪三十年代(1937年WU: 1937年HeS3B);涡扇19(50'19(52军用涡扇1966^19673.简述涡轮风扇发动机的基本类型。
答:不带加力,带加力,分排,混排,高涵道比,低涵道比。
4.什么是涵道比?涡扇发动机如何按涵道比分类?答:(一)B/T,外涵与内涵空气流量比;(二)高涵道比涡扇(GE90),低涵道比涡扇(Al-37fn)5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。
答:压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。
6.从发动机结构剖面图上,可以得到哪些结构信息?答:a)发动机类型b)轴数c)压气机级数d)燃烧室类型e)支点位置f)支点类型第二章典型发动机1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标,指出各代涡喷、涡扇、军川涡扇发动机的性能指标。
答:涡喷表2.1涡扇表2. 3军用涡扇表2. 22.al-31f发动机的主要结构特点是什么?在该机上采用了哪些先进技术?答:AL31-F结构特点:全钛进气机匝,23个导流叶片;钛合金风扇,高压压气机,转子级间电了束焊接;高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾梆头的工作叶片;环形燃烧空有28个双路离心式喷嘴,两个点火器,采用半导体电嘴;高压涡轮叶片不带冠, 株头处有减振器,低压涡轮叶片带冠:涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器,可使冷却空气降温125-210*c:加力燃烧室采用射流式点火方式,单品体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障:收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成;排气方式为内、外涵道混合排气.3.ALF502发动机是什么类型的发动机?它有哪些有点?答:ALF502,涡轮风扇。
优点:•单元体设计,易维修•长寿命、低成本•B/T高耗汕率低•噪声小,排气中N()x量低于规定第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些?答:(一)轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大,迎风阻力小,但是单级压比小,结构复杂;(二)离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高;但是迎风面积大,难于获得更高的总增压比。
第二章 机构的结构分析题2-11 图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析是否能实现设计意图,并提出修改方案。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(图2-11a)2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。
尽管此机构有4个活动件,但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上,只能作为一个活动件,故 3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F原动件数不等于自由度数,此简易冲床不能运动,即不能实现设计意图。
分析:因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。
故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案:可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副,或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-11d)。
题2-11讨论:增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件(相当于增加3个自由度)和1个低副(相当于引入2个约束),如图2-1(b )(c )所示,这样就相当于给机构增加了一个自由度。
用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度,如图2-1(d )所示。
题2-12 图a 所示为一小型压力机。
图上,齿轮1与偏心轮1’为同一构件,绕固定轴心O 连续转动。
在齿轮5上开有凸轮轮凹槽,摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中,从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。
同时,又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。
试绘制其机构运动简图,并计算自由度。
解:分析机构的组成:此机构由偏心轮1’(与齿轮1固结)、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。
航空发动机原理课后答案1) 燃烧室:燃烧室是航空发动机中的一个关键组件,它是燃料和空气混合物燃烧的场所。
通过燃料喷射系统将燃料喷入燃烧室,并与从压气机提供的空气混合。
在燃烧室中,通过点火将混合物点燃,产生高温高压的燃气。
2) 高压涡轮:高压涡轮是航空发动机中的核心部件之一,它由多个涡轮片组成。
高压涡轮通过从压气机传输过来的高温高压燃气驱动,使涡轮旋转。
涡轮的旋转带动压气机和燃料喷射系统等关键组件的运转。
3) 压气机:压气机是航空发动机中的一个重要组件,它由多个压气级组成。
压气机的主要作用是将空气压缩,提高空气的密度和压力,为燃烧室提供高压空气。
压气机通常分为高压级和低压级,高压级用于压缩空气到较高的压力,低压级用于进一步增加空气的压力。
4) 推力产生:航空发动机通过产生推力推动飞机前进。
推力产生的原理是通过喷出高速高温的排出气流,产生一个与排出气流相反的反作用力,从而推动飞机前进。
推力产生的主要方式有喷气推进和螺旋桨推进。
喷气推进是将排气气流直接喷出高速,而螺旋桨推进是通过螺旋桨叶片的旋转产生气流。
5) 冷却系统:航空发动机中的冷却系统主要用于降低发动机的温度,保持发动机在可靠运行温度范围内。
冷却系统通常采用冷却空气和冷却液来吸收和带走发动机产生的热量。
冷却空气可以通过多个渠道如冷却孔、涡扇中的空气等进入发动机并冷却各个部件。
6) 涡轮增压器:涡轮增压器是航空发动机中的一个关键组件,它位于压气机后方,主要用于增加进入燃烧室的空气压力。
涡轮增压器由涡轮和压缩机组成,涡轮增压器的核心是高压涡轮。
高压涡轮通过高温高压的燃气驱动,使压缩机中的涡轮旋转,进而增压进入燃烧室的空气。
7) 反推力:反推力是航空发动机的一个特殊功能,用于在起飞和着陆等特定时刻减慢飞机的速度。
通过调整发动机喷口的方向,使排气气流的方向反向,产生反向推力,从而减少飞机的速度。
反推力通常通过可逆涡轮发动机或喷气式飞机的扰流板等装置实现。
航天推进理论基础_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.整体式固体火箭冲压发动机的关键技术之一是一次燃烧的燃气流量调节技术。
参考答案:正确2.离子推力器和霍尔推力器都需要中和器完成羽流中和功能。
参考答案:正确3.钡钨阴极和六硼化铼阴极是目前主要的电推力器中和器类型。
参考答案:正确4.在火箭发动机热力计算中,热力学数据是指比热、焓、熵等参数随温度的变化。
参考答案:正确5.常用的免费开源的热力计算软件是CHEMKIN.参考答案:错误6.在喷管流动过程中,产物热能转换为动能,转换过程中能量守恒但总焓不守恒。
参考答案:正确7.有关火箭发动机的喷气速度,下列描述正确的有:参考答案:火箭发动机的喷气速度就是喷管出口截面上燃气的流速。
8.液体火箭发动机再生冷却的特点有:参考答案:推力室结构质量大_热损失小_再生冷却推力室增加了推进剂供应系统的负担_对周围热影响小、发动机工作时间可以很长9.下列传热过程属于推力室再生冷却传热过程某环节的有:参考答案:高温燃气与推力室热壁之间的对流和辐射传热_推力室冷却通道与冷却液间的对流换热_冷却套外壁面与环境大气间的对流辐射10.燃气发生剂一般具有燃烧温度低、成气量小但燃烧残渣大的特点。
参考答案:错误11.影响火箭发动机推力的因素有:参考答案:喷管的质量流率_喷管的膨胀状态_发动机的工作高度12.推进剂燃烧产物的温度越高、平均分子量越小,则发动机的喷气速度越大。
参考答案:正确13.再生冷却是在推力室热壁的内表面采取的一种对流式冷却。
参考答案:错误14.贮箱增压系统的功能是为了保证推进剂贮箱内的压强维持在一定的水平。
参考答案:正确15.推进剂利用系统的功能是自动的进行推进剂组元混合比的调节,保证推进剂组元同时消耗完或者最小的剩余。
参考答案:正确16.根据吹除气源压力的高低,吹除系统可分为强吹和弱吹两大类。
参考答案:正确17.在热力计算中,1Kg推进剂总焓的国际制单位是:参考答案:千焦耳/公斤18.火箭发动机燃烧室热力计算遵循的基本原理有:参考答案:能量守恒原理_化学平衡原理_质量守恒原理19.对固体火箭发动机,将一维非定常内弹道计算方程组转化为一维准定常计算方程组的假设条件之一是:参考答案:燃气密度(推进剂密度)_装药通道横截面积的增量(装药通道横截面积)_装药通道内的燃气流速(当地声速)20.火箭推进剂的假定化学式:是把1kg推进剂看成是由基本元素组成的化合物的分子式。
航空发动机构造答案航空发动机结构分析作业题第一章:概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些类型?指出他们的共同点,区别和应用。
答:类型:燃气涡轮发动机分为涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、桨扇、涡轮轴发动机和垂直/短距起落动力装置。
共同点:1.燃气涡轮发动机都主要由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。
2.工作过程中,都分为进气、压缩、燃烧后膨胀和排气四个过程,在同一时间内不同空间完成。
3.发动机能持续工作的原因:从进气装置进入的空气在压气机中被压缩后,进入燃烧室并与那里喷入的燃油混合燃烧,生成高温高压燃气,燃气在膨胀过程中驱动涡轮做高速旋转,将部分能量转换为涡轮功,涡轮带动压气机不断吸入空气并进行压缩,使发动机能连续工作。
区别:利用能量的利用方式的不同只使用尾喷管喷出气体的反作用力作为推进力:包括涡轮风扇发动机和涡轮喷气发动机;不只使用尾喷管喷出气体的反作用力作为推进力:涡轮轴发动机,涡轮螺旋桨发动机和桨扇发动机。
应用:不带加力的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机主要应用于高亚声速旅客机和运输机,带加力的涡轮喷气发动机涡轮风扇发动机适用于超声速军用飞机。
涡轮螺旋桨发动机,在大型远程运输机上,已被涡扇发动机所代替,但在中、小型运输机和通用飞机上仍有广泛用途,桨扇发动机,由于经济因素等众多原因尚未进入实用阶段,涡轮轴发动机主要应用于驱动直升机的旋翼,也可用作地面动力。
垂直/短距起落动力装置用于为垂直/短距起落飞机提供等于、大于或略小于飞机起飞重量的垂直推力,并为飞机提供水平飞行的推力。
已得到应用。
例如,英国的鹞式战斗机。
2.涡轮喷气、涡轮风扇、军用涡扇分别是在何年代问世的?答:涡轮喷气发动机是20世纪30年代,涡轮风扇发动机是1960~1962 ,军用涡扇发动机是1966~1967。
3.简述涡轮风扇发动机的基本类型。
答:按照不同的分类标准:按是否带加力:带加力的涡轮风扇发动机和不带加力的涡轮风扇发动机按内外涵道气体最后排出的方式:分排涡轮风扇发动机,混排涡轮风扇发动机目前还正在研制一种超声速通流桨扇发动机。
第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些?压气机类型优点缺点轴流式压气机增压比高、效率高、单位面积空气质量流量大、迎风面积小等。
结构复杂,零件数多,重量大。
成本高,维修不方便。
单级增压比低。
离心式压气机结构简单、零件数量少,成本低。
尺寸小、转子强度好,重量轻。
良好的工作可靠性。
稳定工作范围宽,维修方便。
单级增压比高迎风面积大。
效率低。
3.在盘鼓式转子中恰当半径是什么?在什么情况下是盘加强鼓?恰当半径:在盘鼓式转子中,随着圆周速度的增大,鼓筒和轮盘都会发生形变,这里有三种情况:一是在小半径处,轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形;二是在大半径处,轮盘的自由变形小于鼓筒的自由变形;三是在中间某个半径处,两者的自由变形相等。
对于第三种情况,联成一体后,相互没有约束,即没有力的作用,这个半径称为恰当半径。
在第二种情况下,实际变形处于两者自由变形之间,对于鼓筒,自由变形变小,轮盘则相反。
这种情况是盘加强鼓。
5.转子级间联接方法有哪些?转子级间联接方法有用拉杆联接、短螺栓连接和长轴螺栓连接等几种。
7.如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子?区分方法在于辨别转子的传扭方式。
鼓盘式转子靠鼓筒传扭,而加强的盘式转子主要靠轴来传扭。
9.风扇叶片叶身凸台的作用是什么?风扇叶片叶身凸台的作用:在叶片较长的情况下,为了避免发生危险的共振或颤震,叶身中部常常带一个减振凸台。
11.压气机机匣的功能是什么?压气机机匣是发动机的主要承力壳体之一,又是气流通道的外壁。
工作时,机匣承受静子的重力、惯性力,内外空气压差,整流器上的扭矩,轴向力,相邻组合件传来的弯矩、扭矩和轴向力等。
此外,机匣还承受着热负荷和振动负荷,传递支撑所受的各种载荷,如径向力、剪力和弯矩等。
13.列举整流叶片与机匣联接的三种基本方法。
一、在锻造的分半式机匣内,机匣壁较厚,整流叶片用各种形式的榫头直接固定在机匣内壁机械加工的特定环槽内。
二、整流叶片还可以通过焊接直接与机匣联接。
西北工业大学现代飞机结构与系统思考题答案1、海伦灭火瓶瓶体为()色,水灭火瓶瓶体为()色。
[单选题] *A.红,蓝B.红,绿(正确答案)C.绿,蓝2、检查便携式氧气瓶时指针应位于()区。
[单选题] *A.绿B.蓝C.红(正确答案)3、水箱增压系统使用()提供的高压空气对水箱进行增压。
[单选题] *A.气源系统(正确答案)B.空调系统C.氧气系统4、当某系统压力不足时,使用()给水箱增压。
[单选题] *A.空气循环机B.空气压缩机(正确答案)C.空气抽取器5、在水勤务面板上装有磁吸式()防止水勤务期间空气压缩机持续工作。
[单选题] *A.加热板B.压缩机C.临近电门(正确答案)6、()防止水箱出现压力过大的情况。
[单选题] *A.释压活门(正确答案)B.单向阀C.进气阀7、水量传感器用()式探头测量水箱的水量。
[单选题] *A.离心式B.电容式(正确答案)C.浮子式8、厕所面盆和厨房产生的污水通过()排出机外。
[单选题] *A.空调系统B.排水桅杆(正确答案)C.水龙头9、为了防止污水系统结冰,排水桅杆和部分污水管道都是()的。
[单选题] *A.电加热(正确答案)B.增压C.充气10、飞行高度在约4876米以下并按下冲洗电门时()开始工作。
[单选题] *A.真空发生器(正确答案)B.真空循环机C.真空散热器11、真空发生系统的抽气管路上安装有()保证工作时不会吸入液体。
[单选题] *A.单向阀B.滤网C.水分离器(正确答案)12、污水通过()作用流到污水车里。
[单选题] *A.加压B.重力(正确答案)C.分离13、飞机电源系统由主电源,(),二次电源,有的还有辅助电源。
[单选题] *A.发电机B.IDGC.应急电源(正确答案)14、常用的辅助电源有飞机蓄电池,()或辅助动力装置发电机。
[单选题] *A.地面电源(正确答案)B.应急电源C.发电机15、飞机电源系统按电源类型可以分为交流电源与()。
航空发动机燃烧学_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在燃烧室的【图片】曲线中,随【图片】参数的增大,燃烧效率增大。
参考答案:正确2.预混可燃混气一维燃烧波分析中,没有用到以下哪个守恒方程()。
参考答案:组分守恒方程3.只要在发动机工作过程中不熄火,那么燃烧室就是稳定工作的。
参考答案:错误4.下列哪个实例采用的燃烧方式不是湍流扩散燃烧()。
参考答案:辐射加热炉5.层流预混燃烧与湍流预混燃烧的主要区别有()。
参考答案:湍流燃烧由湍流流动性质和化学动力学因素共同起作用;6.对于扩散燃烧,当化学反应时间与混合时间相当时,燃烧过程同时受反应动力学和扩散控制。
参考答案:正确7.根据谢苗诺夫热自燃理论,在生热量一定的情况下,装有可燃气体的容器面容比越大,可燃气体()。
参考答案:越容易熄火8.下面关于熄火的说话哪些是正确的()。
参考答案:混气性质对着火和熄火都有影响9.根据Chapman-Jouguet假说下面哪一个是不可能发生的:()。
参考答案:弱爆震10.以下对缓燃波的描述错误的是()。
参考答案:波后压力增加11.下列燃烧波中,能够很容易在日常生活过程中被观测到的是():参考答案:弱缓燃12.导热通量的方向与温度梯度方向(),绝对值()比于该梯度值,比例系数称为()系数。
参考答案:相反,正,导热13.下面关于湍流扩散火焰说法正确的有()参考答案:当气流速度过大,燃料过稀或过浓,扩散火焰将被吹熄;14.气膜冷却的主要优点是可以在承受高压力和高温热应力下工作几千小时。
参考答案:正确15.对于燃烧室内的燃烧过程,扩压损失为有用损失。
参考答案:错误16.减小散热系数,不利于着火的发生。
参考答案:错误17.燃烧室燃油供应有两种方式,一种是将雾化好的燃油喷入回旋的空气流中,第二种是让燃油预先汽化,然后进入燃烧区。
参考答案:正确18.贫油预混预蒸发燃烧室(LPP)通过避免液滴燃烧,以及在主燃区进行贫油燃烧,使得NOx排放量急剧降低。
航空发动机结构复习题(以下答案仅供参考)一、缩略语(10分)FADEC: Full Authority Digital Engine ControlVBV:V ariable Bleed V alvesVSV:V ariable Stator V anesHPC:High Pressure CompressorAGB:Accessory Gearbox二、简答题(30分)1.民用航空发动机的设计要求是什么?答:(1)起飞推力和推重比,要满足要求。
(2)巡航耗油率,尽可能低。
(3)发动机结构和安装,包括安装节、外廓尺寸、重量和重心位置。
(4)可靠性、寿命和维修性,包括空中停车率、航班准点率、计划外返修率、机上寿命和每飞行小时维修工时等。
(5)污染物排放,满足机场当地环境保护局的规定。
(6)噪声,满足国际民航组织(ICAO)的规定。
2.简述燃气涡轮发动机的主要性能参数。
答:燃气涡轮发动机的主要性能参数有推力、推重比、耗油率、增压比、涡轮前燃气温度、涵道比。
3.ALF502发动机是什么类型的发动机?它有哪些优点?答:ALF502发动机是高涵道比双转子涡轮风扇发动机。
优点有:涵道比高、耗油率低、噪声小、易于维修、低成本长寿命。
4、简述FADEC的优点。
答:(1)提高发动机性能。
(2)降低燃油消耗量。
(3)提高可靠性。
(4)降低成本。
(5)易于实现发动机状态监控,易于实现与飞机控制的一体化。
5.风扇叶片叶身凸台的作用是什么?答:在叶片较长的情况下,为了避免发生危险的共振和颤振,叶身中部常常带一个减振凸台。
装配好后,凸台连成一环状,彼此制约,增加刚性,改变叶片的固有频率,降低叶片根部的弯曲扭转应力。
三、识图题(40分)1填写CFM56-3核心机的主要结构1:HPC ROTOR (高压压气机转子)2:HPC FRONT STA TOR (高压压气机前静子)3:HPC BEAR STATOR (高压压气机后静子)4:COMBUSTION CHAMBER (燃烧室内机匣)5:HPT NOZZLE SUPPORT (高压涡轮导向器支撑)6:HPT NOZZLE (高压涡轮导向器)7:HPT ROTOR (高压涡轮转子)8:HPT SHROUD AND STAGE1 LPT NOZZLE (高压涡轮耐磨层及1级低压涡轮导向器)9:COMBUSTION CASE (燃烧室外机匣)2.填写PW4000发动机的单元体结构。
西北工业大学航空发动机结构分析课后答案第一章第一章概论思考题1、航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型,指出他们的共同点、区别和应用。
区别:涡轮喷气发动机:在单个流道内靠发动机喷出的高速燃气产生反作用推力的燃气涡轮发动机,涡轮出口燃气在喷管中膨胀,使燃气可用能量转变为高速喷流的动能而产生反作用力。
主要应用:军用、民用、特别是超声速飞机,目前大多被涡扇发动机取代。
涡轮风扇发动机:与涡喷发动机相比多了压气机前风扇、外涵道结构。
空气进入发动机后分别通过内外涵道。
推力由内外涵道两部分的气体动能产生。
主要应用:中、大涵道比发动机多用于亚声速客机和运输机,小涵道比发动机多用于战斗机和超声速飞行器上。
涡轮螺旋桨发动机:靠动力涡轮把燃气能量转化为轴功率,带动螺旋浆工作,主要应用于速度小于800km/h的中小型运输机、通用客机。
涡轮轴发动机:原理与结构基本与涡轮螺旋桨发动机一样,只是燃气发生器出口燃气所含能量全被自由涡轮吸收,驱动轴转动。
其主要用途是直升机。
螺旋桨风扇发动机:可看做带高速先进螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机,又可看做除去外涵道的大涵道比涡扇发动机,兼具耗油率低和飞行速度高的优点。
目前尚未进入实际应用阶段。
共同点:组成部分:进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管。
工作过程:吸气进气、压缩、燃烧后膨胀和排气。
核心及部分:压气机、燃烧室、涡轮。
2、涡轮喷气、涡轮风扇、军用涡扇分别是何年代问世的?涡轮喷气 :二十世纪三十年代末。
涡轮风扇 :二十世纪六十年代初。
军用涡扇 :二十世纪六十年代中期。
3、简述涡轮风扇发动机的基本类型。
按用途可分为军用涡扇发动机和民用涡扇发动机,按是否有加力燃烧室分为带加力的涡扇发动机和不带加力的涡扇发动机,带加力的用于军用超音速飞行,不带加力的用于民用,按涵道比大小可分为小涵道比、中涵道比、大涵道比涡扇发动机。
4、什么是涵道比,涡扇发动机如何按涵道分类,说明各类型发动机的应用机型。
涵道比是指涡扇发动机外涵道和内涵道空气质量流量之比,又称流量比。
第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些?3.在盘鼓式转子中恰当半径是什么?在什么情况下是盘加强鼓?恰当半径:在盘鼓式转子中,随着圆周速度的增大,鼓筒和轮盘都会发生形变,这里有三种情况:一是在小半径处,轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形;二是在大半径处,轮盘的自由变形小于鼓筒的自由变形;三是在中间某个半径处,两者的自由变形相等。
对于第三种情况,联成一体后,相互没有约束,即没有力的作用,这个半径称为恰当半径。
在第二种情况下,实际变形处于两者自由变形之间,对于鼓筒,自由变形变小,轮盘则相反。
这种情况是盘加强鼓。
5.转子级间联接方法有哪些?转子级间联接方法有用拉杆联接、短螺栓连接和长轴螺栓连接等几种。
7.如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子?区分方法在于辨别转子的传扭方式。
鼓盘式转子靠鼓筒传扭,而加强的盘式转子主要靠轴来传扭。
9.风扇叶片叶身凸台的作用是什么?风扇叶片叶身凸台的作用:在叶片较长的情况下,为了避免发生危险的共振或颤震,叶身中部常常带一个减振凸台。
11.压气机机匣的功能是什么?压气机机匣是发动机的主要承力壳体之一,又是气流通道的外壁。
工作时,机匣承受静子的重力、惯性力,内外空气压差,整流器上的扭矩,轴向力,相邻组合件传来的弯矩、扭矩和轴向力等。
此外,机匣还承受着热负荷和振动负荷,传递支撑所受的各种载荷,如径向力、剪力和弯矩等。
13.列举整流叶片与机匣联接的三种基本方法。
一、在锻造的分半式机匣内,机匣壁较厚,整流叶片用各种形式的榫头直接固定在机匣内壁机械加工的特定环槽内。
二、整流叶片还可以通过焊接直接与机匣联接。
三、在目前大多数整体式机匣和分段式机匣内,整流叶片广泛采用间接固定的方案。
即整流叶片安装在专门的整环或半环内,组成整流器或整流器半环,然后固定在机匣内。
15.简述篦齿密封的基本原理。
篦齿密封装置是由篦齿所形成的若干个空腔组成。
工作时,封气装置两侧总的压差没有变化,但是由于篦齿的分割,漏气截面两端(相邻空腔)的压差减小。
第五章燃烧室2.环形燃烧室的四种基本类型是什么?(1)带单独头部的环形燃烧室。
为了便于在火焰筒头部组织燃烧,把环形火焰筒头部做成若干个类似环管燃烧室火焰筒的头部结构,在这些单独的头部后面再转换成环形的掺混区。
例如WJ6、JT9D发动机的燃烧室。
(2)全环形燃烧室。
全环形燃烧室的火焰筒由内、外壁和环形头部构成。
若干个燃油喷嘴在火焰筒头部沿周向均匀分布。
采用2~4个点火器。
例如F119、RB211、Aл-31φ发动机的燃烧室。
(3)折流式环形燃烧室。
折流式环形燃烧室的火焰筒由内、外壁组成。
例如WP11发动机的燃烧室。
(4)回流式环形燃烧室。
回流式环形燃烧室的火焰筒由内、外壁和环形圆顶组成。
例如JT15D发动机的燃烧室。
4.简述火焰筒的组成及各部分的功能。
火焰筒由涡流器和火焰筒筒体组成。
涡流器在火焰筒的前端,其功能是形成火焰筒头部的回流区,降低气流速度,在火焰筒头部形成稳定的火源,保证燃烧室稳定工作。
火焰筒筒体按其功能分为三段,即头部、筒体和燃气导管。
火焰筒头部的功能是加速混合气的形成,保持稳定的火源,需要局部略微富油,故只有一小部分空气从头部进入。
火焰筒筒体(中段)是主燃烧区,其功能是加快油气混合气的燃烧过程,保证完全燃烧。
燃气导管的作用是降低高温燃气的温度,使涡轮能够承受,并且形成均匀的温度场。
6.环管燃烧室在结构上是如何保证火焰筒在工作时不会引起附加载荷的?环管燃烧室内、外壳前后有安装边分别与压气机和涡轮部件连接。
火焰筒前端径向支承在燃油喷嘴上、后部燃气导管呈扇形,用安装边和螺栓固定在涡轮导向器上,火焰筒受热后可以轴向自由膨胀,因此不会引起附加载荷。
8.燃油喷嘴的功能是什么?主要有哪几种类型?燃油喷嘴的功能是将燃油雾化,加速混合气的形成,保证稳定燃烧和提高燃烧效率。
类型:离心喷嘴、气动喷嘴、蒸发喷嘴和甩油盘式喷嘴等。
飞⾏器结构设计课后答案第⼆章习题答案2.飞机由垂直俯冲状态退出,沿半径为r 的圆弧进⼊⽔平飞⾏。
若开始退出俯冲的⾼度H 1=2000 m ,开始转⼊⽔⼲飞⾏的⾼度H 2=1000 m ,此时飞⾏速度v =720 km/h ,(题图2.3),求(1)飞机在2点转⼊⽔平飞⾏时的过载系数n y ;(2)如果最⼤允许过载系数为n ymax =8,则为保证攻击的突然性,可采⽤何种量级的⼤速度或⼤机动飞⾏状态?(即若r 不变,V max 可达多少? 如果V 不变,r min 可为多⼤解答(1) 08.5)(8.9)36001000720(112122=-??+=+==H H grvGY n y(2)hkm r g n v y /2.94310008.9)18(.).1(max =??-=-=mn g vr y 1.583)18(8.9)36001000720()min -??=-=3.某飞机的战术、技术要求中规定:该机应能在⾼度H =1000m 处,以速度V=520 Km/h 和V ’=625km /h(加⼒状态)作盘旋半径不⼩于R =690m 和R ’=680m(加⼒状态)的正规盘旋(题图2.4)。
求(1) 该机的最⼤盘旋⾓和盘旋过载系数n y ;(2) 此时机⾝下⽅全机重⼼处挂有炸弹,重G b =300kg ,求此时作⽤在炸弹钩上的载荷⼤⼩及⽅向(1kgf =9.8N)。
解答:(1)βcos 1==G Y n y∑=01X r vmY 2sin =β① ∑=01YGY =βcos②由①与②得085.36908.9)36001000520(22=??==tg β04.72=β(⾮加⼒)523.46808.9)36001000625(2=??=βtg5.77=β(加⼒)6.4cos 1==βy n(2) r vmN X 21=6.飞机处于俯冲状态,当它降到H =2000m 时(H ρ=0.103kg /m 3。
(整理)《航空发动机结构分析》思考题答案.《航空发动机结构分析》课后思考题答案第一章概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型?指出它们的共同点、区别和应用。
答:2.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的?答:涡喷二十世纪三十年代(1937年WU;1937年HeS3B);涡扇 1960~1962军用涡扇 1966~19673.简述涡轮风扇发动机的基本类型。
答:不带加力,带加力,分排,混排,高涵道比,低涵道比。
4.什么是涵道比?涡扇发动机如何按涵道比分类?答:(一)B/T,外涵与内涵空气流量比;(二)高涵道比涡扇(GE90),低涵道比涡扇(Al-37fn)5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。
答:压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。
6.从发动机结构剖面图上,可以得到哪些结构信息?答:a)发动机类型b)轴数c)压气机级数d)燃烧室类型e)支点位置f)支点类型第二章典型发动机1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标,指出各代涡喷、涡扇、军用涡扇发动机的性能指标。
答:涡喷表2.1涡扇表2.3军用涡扇表2.22.al-31f发动机的主要结构特点是什么?在该机上采用了哪些先进技术?答:AL31-F结构特点:全钛进气机匣,23个导流叶片;钛合金风扇,高压压气机,转子级间电子束焊接;高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾榫头的工作叶片;环形燃烧室有28个双路离心式喷嘴,两个点火器,采用半导体电嘴;高压涡轮叶片不带冠,榫头处有减振器,低压涡轮叶片带冠;涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器,可使冷却空气降温125-210*c;加力燃烧室采用射流式点火方式,单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障;收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成;排气方式为内、外涵道混合排气。
3.ALF502发动机是什么类型的发动机?它有哪些有点?答:ALF502,涡轮风扇。
第二章典型发动机
1、根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标,指出各代涡轮喷气、涡轮风扇、军用涡扇发动机的性能特征。
涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、军用涡扇发动机对比如下,以典型的三代发动机的性能指标加以对比,如下表所示:
通过分析比较,涡喷发动机随着技术的更新,新一代的发动机比上一代的发动机拥有高的增压比,推重比,涡轮燃气温度也有较大幅度的提高,特别是第三代发动机,整体性能有了大幅度的提升。
民用涡扇发动机的涵道比进一步增大,涡轮燃气温度也进一步升高,在不影响整体性能的情况下,采用了一系列措施降低了耗油率。
军用涡轮风扇发动机每一代的性能提高十分迅速,增压比,推重比,涡轮前燃气温度都有大幅度提高,而涵道比降低,耗油率也有较明显的下降。
对于军用发动机来说,推重比的大幅提高提高了战机的机动性能,耗油率降低也相应的增大了载弹量,这些性能的提高均有利于空中作战.
2、АЛ—31Ф发动机的主要特点是什么?在该机上采用了哪些先进技术?
主要特点:
АЛ—31Ф发动机是苏—27的动力装置,其主要部件有低压压气机、中介机匣、高压压气机、环形燃烧室、双转子涡轮、射流式加力燃烧室、全状态可调拉瓦尔喷管和附件传动机匣等。
其中压气机有13级,低压压气机4级,高压压气机9级;涡轮为双转子流反应式,高、低压涡轮各1级。
高压转子为刚性连接,支承在两个支点上;打压转子由部分组成,各个部分之间用销钉连接,支撑在4个支点上。
先进技术:
进气匣为全钛结构,有23个可变弯度的进口导流叶片;
风扇和高压压气机才、广泛采用钛合金结构,转子的级间采用了电子束焊;
高压压气机有三级可调静子叶片,所有9级工作叶片均为环形燕尾形榫头;
环形燃烧室有28个双路离心式喷嘴,两个点火器,采用半导体电嘴;
高压压气机不带冠,榫头处带有减震器,低压涡轮叶片带冠;
涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气—空气换热器,可使冷却空气降温125~210℃,加强了冷却效果;
加力燃烧室采用射流式点火方式,单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障;
收敛—扩张喷管有亚音速、超音速调节片及密封片各16片组成;
排气方式为内、外涵道混合排气;
燃油控制系统为监控型电子控制,模拟式电子控制装置—综合调节器提供超限保护,提高了控制精度;发动机全流程几何通道控制系统和防喘系统使发动机稳定工作范围扩大,工作可靠性提高;
附件传动装置中游恒速传动装置。
3、ALF502发动机是什么类型的发动机?它有哪些优点?
ALF502发动机是为商用短程及支线客机发展的小推力级别高涵道比双子涡轮风扇发动机。
优点:
该发动机采用单元体设计,整台发动机由4个单元体组成,每个单元体在出厂前都经过平衡,可以直
接更换,易于维修。
发动机的设计满足民用飞机长寿命和低成本的要求,其涵道比高、耗油率低、噪声小、排气中NOx的排放量大大低于国际民航组织的规定。