航空发动机原理复习题
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试题一一、概念简答题(每题8分,共40 分)1、目前航空燃气轮机主要有哪几种类型?简述其结构和应用特点。
2、什么是化学反应速度?它与那些因素有关?在燃气轮机燃烧室设计中,应怎样考虑利用这些因素来强化燃烧?3、主燃烧室按结构形式可分为哪几类?试从工作原理上比较它们的优缺点。
4、双轴涡轮喷气发动机低压转子与高压转子的共同工作点为什么不是独立变化的?5、调整放大或缩小尾喷管临界截面积对单轴涡轮喷气发动机共同工作线有什么影响?为什么?二、计算题(每题15分,共60 分)6、某 压气机增压比为8.5,效率为0.8, 求(1)当进气温度是200C 时的压气机出口总温。
(2)压气机对每千克气体的加功量。
(3)如测得压气机流量为65kg/s, 计算压气机所需的压缩功率。
(绝热指数k=1.4;气体常数R=287J/kg.K )7、装在协和号飞机的发动机,其原压气机进口级装有预旋导流叶片。
在其动叶进口处C T 0*115=,叶尖处的s m u s m C s m C u a /360,/125,/20011===,求:(1)叶尖1aw M ?(2)在改型中去掉预旋导流叶片,且叶尖s m C a /2101=,问这时的叶尖1aw M =?8 、具有收敛尾喷管的涡轮喷气发动机在地面台架上试车时,已知空气流量为69kg/s ,喷管出口处总温1200K ,总压5104.1⨯Pa ,尾喷管出口面积22.0m ,试估算发动机推力。
9、假定在巡航条件8.00=a M ,a kP P 110=,K T 2160=下,分别排气涡轮风扇发动机的风扇增压比和效率为85.0,6.1==f f ηπ;经风扇后内涵气流进入高压压气机,84.0,25==cH cH ηπ,(1)计算风扇出口总温和高压压气机出口总温。
(2)若高压涡轮进口总温为1500K ,近似计算高压涡轮出口总温(计算时忽略涡轮叶片冷却空气量,燃气流量与空气量的差别以及燃烧室总压损失);(3)假定高压涡轮效率90.0=TH η,计算其出口总压。
一、填空题1.推力是发动机所有部件上的代数和。
2.航空发动机压气机可以分成、和等三种类型。
3. 发动机是我国首台两倍音速飞机用发动机。
4.燃气涡轮发动机的核心机由压气机、燃烧室和组成5.在轴流式压气机的工作叶轮内,气流相对速度,压力、密度增加。
6. 加力燃烧室点火方式一般有:、、三种。
7.航空发动机的燃烧室类型可以分为燃烧室、燃烧室和燃烧室。
8.在压气机平面叶栅内的流动分析中,绝对速度、相对速度和牵连速度之间的关系可以用表示。
9. 发动机的推重比是指海平面静止条件下与之比。
10.发动机内机械能一定时,获得这部分能量的空气流量越大,发动机的推力,这个原理称为涡扇发动机的。
11.涡轮的基本类型主要分为涡轮和涡轮12.发动机是中国首款自主研发的涡轮轴发动机。
13. 航空燃气涡轮发动机是将转化为的动力装置。
14. 涡轮冷却的气源主要来自、、。
15. 在轴流式压气机的整流环内,气流绝对速度,压力增加。
16. 加力燃烧室的燃烧过程是由、和三部分组成。
17. 加力燃烧室中的作用是使气流产生紊流,形成回流区,加速混合气形成,加强燃烧过程。
18. 只要是绝能流动,不管有无流动损失,和不变。
19. 超声速气流一般通过一道激波,将被减速为亚声速气流。
20.燃烧室的点火一般分为点火和点火两种形式。
21.压气机增压比的定义是压气机压力与压力的比值。
22.为了降低燃气轮机的耗油率同时又能输出较大的功率,设计增压比一般大于增压比,低于增压比。
23. 燃气涡轮发动机的核心机由、和组成。
24. 在压气机平面叶栅内的流动分析中,组成速度三角形的三个速度名称分别为、和。
25. 燃气流过涡轮导向器内,其速度,压力。
26. 在0~9站位系统中,进气道出口为站位。
27.涡轮落压比的定义是涡轮压力与压力的比值。
二、选择题1.航空燃气涡轮喷气发动机经济性的指标是()。
A.单位推力B.燃油消耗率C.涡轮前燃气总温D.喷气速度2.航空发动机研制和发展面临的特点不包括下列哪项()。
航空发动机原理复习一、单项选择题共20题每题2分共40分1.以下哪个是衡量发动机经济性的性能参数 A ..A EPRB FFC SFCD EGT2.涡轮风扇发动机的涵道比是 D ..A流过发动机的空气流量与流过内涵道的空气流量之比B流过发动机的空气流量与流过外涵的空气流量之比C流过内涵道的空气流量与流过外涵道的空气流量之比D流过外涵道的空气流量与流过内涵道的空气流量之比3.高涵道比涡扇发动机是指涵道比大于等于 C .A 2B 3C 4D 54.涵道比为4的燃气涡轮风扇发动机外涵产生的推力约占总C ..A20% B40% C80% D90%5.涡桨发动机的喷管产生的推力约占总推力的 BA.85-90%B.10-15%C.25%D. 06.涡桨发动机使用减速器的主要优点是: CA能够增加螺旋桨转速而不增加发动机转速B螺旋桨的直径和桨叶面积可以增加C可以提高发动机转速而增大发动机的功率输出又能使螺旋桨保持在较低转速而效率较高D在增大螺旋桨转速情况下;能增大发动机转速7.双转子发动机高压转子转速N2与低压转子转速Nl之间有 CA N2<NlB N2=NlC N2>Nl D设计者确定哪个大8.亚音速进气道是一个 A 的管道..A扩张形 B收敛形 C先收敛后扩张形 D圆柱形9.亚音速进气道的气流通道面积是 D 的..A扩张形 B收敛形 C先收敛后扩张形 D先扩张后收敛形10.气流流过亚音速进气道时; D ..A速度增加;温度和压力减小 B速度增加;压力增加;温度不变C速度增加;压力减小;温度增加 D速度减小;压力和温度增加11.在离心式压气机里两个起扩压作用的部件是 D ..A涡轮与压气机B压气机与歧管C叶片与膨胀器D叶轮与扩压器12.轴流式压气机的一级由 C 组成..A转子和静子 B扩压器和导气管 C工作叶轮和整流环 D工作叶轮和导向器13. 空气流过压气机工作叶轮时; 气流的 C ..A相对速度增加; 压力下降 B绝对速度增加; 压力下降C相对速度下降; 压力增加 D绝对速度下降; 压力增加14.空气流过压气机整流环时; 气流的 C ..A速度增加; 压力下降 B速度增加; 压力增加C速度下降; 压力增加 D速度下降; 压力下降15.压气机出口处的总压与压气机进口处的总压之比称为 A ..A发动机的增压比 B发动机的压力比C发动机的压缩比 D发动机的容积比16.轴流式压气机的增压比等于各级增压比 D ..A和 B商 C差 D乘积17.多级轴流式压气机环形气流通道从前到后 B ..A逐渐变大B逐渐变小C先变大后变小D先变小后变大18.轴流式压气机发生喘振的根本原因是 D ..A压气机的级数多 B压气机的效率高 C压气机的增压比低 D在大多数叶片上发生气流分离19.燃烧室燃烧后气体的压力 C ..A变大 B不变 C略变小 D不确定20.航空燃气涡轮发动机的燃烧室熄火的根本原因是 D ..A气体压力高 B气体温度低 C气体密度高 D余气系数超出了稳定燃烧的范围21.轴流式涡轮的一级由 A 组成的..A导向器和工作叶轮 B整流器和工作叶轮 C扩压器和工作叶轮 D静子和转子22.燃气涡轮喷气发动机的涡轮中; 两个相邻叶片间的通道是 B形的..A圆柱 B收敛 C扩张 D缩扩23.燃气涡轮喷气发动机中; 燃气流过涡轮导向器时 C ..A速度下降; 压力提高 B速度下降; 压力下降C速度提高; 压力下降 D速度提高; 压力提高24. 空气流过轴流式涡轮的工作叶轮时; 气流的 A ..A相对速度增加; 压力下降 B绝对速度增加; 压力下降C相对速度下降; 压力增加 D绝对速度下降; 压力增加25.多级轴流式涡轮气流通道从前到后是 A 的..A逐渐变大B逐渐变小C先变大后变小D先变小后变大26.在燃气涡轮喷气发动机中; 轴流式压气机的级数 C 涡轮的级数..A等于 B小于 C大于 D不等于27.燃气涡轮喷气发动机中涡轮叶片比压气机叶片 A ..A厚; 且弯曲程度大 B薄; 且弯曲程度小C薄; 且弯曲程度大 D厚; 且弯曲程度小28.亚音速喷管是由 C 组成的..A排气管和整流锥 B整流锥和喷口 C中介管和喷口 D导流器和旋流器29.亚音速喷管的气流通道面积是 D 的..A扩张形 B收敛形 C先收敛后扩张形 D先扩张后收敛形30.气流流过亚音速喷管时; A ..A速度增加;温度和压力减小 B速度增加;压力增加 ;温度不变C速度增加;压力减小;温度增加 D速度减小;压力和温度增加31.1903年12月7日;莱特兄弟驾驶 D 成功实现载人动力飞行;开启了人类航空新纪元..A热气球 B飞艇 C载人滑翔机 D“飞行者1号”飞机32.下列发动机中不属于民用机常用发动机的是 D ..A涡喷发动机 B涡扇发动机 C涡桨发动机 D涡轴发动机33.从推力公式F=q ma c9-c0+A9p9-p0可以看出 B ..A上式正确地反映了作用在发动机内外表面作用力的合力B上式忽略了燃油流量C上式已经考虑了发动机的附加阻力D上式中假定燃气在尾喷管中完全膨胀34.下列有关进气道的说法错误的是 DA分为亚音速进气道和超音速进气道两类B气流的流动损失应尽可能小C冲压比越高;空气压力提高越大D气流通道是一直扩张的35.亚音速气流流过收敛形管道时;其 AA速度增加;压力下降 B速度减小;压力下降C速度减小;压力增加 D速度增加;压力增加36.空气流过压气机时; 对压气机作用力的方向是 A ..A向前的 B向后的 C向上的 D向下的37.下列各部件不属于推进器的是 C ..A.螺旋桨B.风扇C.尾喷管D.涡轮38.整台燃气涡轮喷气发动机中静压的最高点出现在 CA.压气机的进口B.涡轮出口C.扩压器的出口D.燃烧室的出口39.在离心式压气机里两个起扩压作用的部件是什么 D ..A涡轮与压气机B压气机与歧管C叶片与膨胀器D叶轮与扩压器40.轴流式压气机的主要优点是 B ..A单级增压比高B迎风面积小;总增压比大C构造简单D喘振裕度大41.涡轮风扇发动机的涵道比是 D ..A流过发动机的空气流量与流过内涵道的空气流量之比B流过发动机的空气流量与流过外涵的空气流量之比C流过内涵道的空气流量与流过外涵道的空气流量之比D流过外涵道的空气流量与流过内涵道的空气流量之比42.航空燃气涡轮发动机的燃烧室熄火的根本原因是 D ..A气体压力高 B气体温度低C气体密度高 D余气系数超出了稳定燃烧的范围43.在燃气涡轮喷气发动机中; 轴流式压气机的级数 C 涡轮的级数.. A等于 B小于 C大于 D不等于44.涡轮喷气发动机的涡轮中; 两个相邻叶片间的通道是 B 形的..A圆柱 B收敛 C扩张 D缩扩45.燃气涡轮喷气发动机涡轮落压比是 C ..A.涡轮进口处的静压与出口处的总压之比B.涡轮进口处的静压与出口处的静压之比C.涡轮进口处的总压与出口处的总压之比D.涡轮进口处的总压与出口处的静压之比46.航空燃气涡轮发动机中涡轮的功用是 A ..A使燃气膨胀; 输出功去带动压气机和附件B给燃油增压; 提高燃油的雾化程度C压缩空气;提高空气的压力D控制发动机的转速47.亚音速喷管是由 C 组成的..A排气管和喷口 B整流锥和喷口C中介管和喷口 D导流器和旋流器48.下列方案中既能保持较大的发动机推力;又能提高推进效率的最佳方案是 C ..A增加供油量;提供更多的能量B减小涵道比;增大通过核心机的气流流量C加大喷射气流质量;降低喷射气流速度D不断提高飞行速度49.当压气机的实际流量系数大于流量系数的设计值时;空气流过工作叶轮时;会在叶片的 A 处发生气流分离..A.叶盆B.叶背C.叶根D.叶尖50.下列说法错误的是 C ..A多尼尔328JET飞机发动机是普惠加拿大公司提供的B PW306B发动机是高涵道比涡扇发动机C PW306B发动机拥有5级轴流式压气机D涡桨五发动机的减速器安装在发动机的前部二、简答题共7题共48 分1.航空发动机推力是如何产生的答:气体流过发动机时;气体受压、受热后;总是力图向四周自由膨胀;而且由于发动机内壁及部件作用迫使气流沿给定通道流动;最终从喷管喷出..由排气加速产生;根据牛顿第三定律;相互作用的两物体作用力与反作用力大小相等;方向相反..气体必然施加向前的反作用力即推力..2.写出涡喷发动机的推力的表达式;说明表达式中各符号的含义和单位答:R=qmaC5-C飞+P5-PA5R——发动机推力N qma——发动机空气质量流量kg/sC 5——喷气速度m/s C飞——飞行速度m/s P5——喷口处静压paP 0——大气压力pa A5——喷口处截面积m23.燃烧室内气流如何分股流动;两股气流作用分别是什么一股→火焰筒中心→参加燃烧25%答:压气机→①冷却火焰筒和机匣二股→火焰筒机匣区→冷却②燃气降温→涡轮75%③补充燃烧4.轴流式压气机的增压原理是什么;并解释此增压原理答:利用扩散增压原理来提高空气压力的..叶轮和整流环的叶片通道都是呈扩散状;空气流过叶轮叶栅时;由于通道扩散;相对速度逐渐减小;压力逐渐升高;同时温度也相应升高..空气流过整流环叶栅时;由于通道扩散;速度减小;压力、温度升高..5.压气机喘振的定义、发生的原因和条件是什么;防喘措施有哪些答:定义:由于压气机进口空气流量骤然减小而引起的气流沿压气机轴向发生低频高振幅的振荡现象..原因:气流分离;这种分离是由于压气机工作状态严重偏离了设计工作状态而引起的.. 条件:①发动机转速低于设计值过多②压气机进口总温T*1过高③压气机进口空气流量骤然减小防喘措施:①压气机中间级放气②调节静子叶片的安装角③双转子或三转子结构6.用中、英文分别写出四种燃气涡轮发动机及其五大组成部件答:涡喷发动机turbojet engine 涡扇发动机turbofan engine涡桨发动机turboprop engine 涡轴发动机turboshaft engine进气道inlet 压气机compressor 燃烧室combustion chamber涡轮turbine 喷管nozzle7.与涡喷发动机相比;涡扇发动机有什么特点答:①参与产生推力的空气流量大②发动机有效效率高③发动机推进效率较高④起飞、复飞推力大⑤喷气噪音低8.涡喷发动机的理想循环由绝热压缩、等压加热、绝热膨胀和等压放热四个热力过程组成;这些热力过程的完成部件和具体内容是什么答:热力循环进气道 0-1线绝热压缩压气机 1-2线绝热压缩燃烧室 2-3线等压加热涡轮 3-4线绝热膨胀喷管 4-5线绝热膨胀大气 5-0线等压放热9.已知气流流过压气机叶轮和整流环时压力和速度变化如图所示;试解释原因答:①工作叶轮:W1>W2扩散增压P1<P2C1<C2叶轮做功T1<T2②整流环:C2>C3扩散增压P2<P3T2<T3→摩擦生热10.燃烧室根据结构的不同可分为哪三类它们各有什么特点答:单管、联管、环管单管燃烧室:空间利用率低;燃烧室出口气体参数分布不均;但便于拆换;在早期的燃气涡轮发动机上使用较多..环管燃烧室:空间利用率高;燃烧室出口气体流场均匀;点火性能好;但拆换困难;在目前的燃气涡轮发动机上得到广泛应用..联管燃烧室也称环管形燃烧室:性能介于单管和环管之间;目前有的燃气涡轮发动机采取这种结构..11.涡轮间隙控制的目的是什么如何实现答:目的是使叶片叶尖和机匣既不接触而且间隙最佳;方法是控制涡轮机匣的膨胀量与叶片不同温度下的伸长量一致;为此引入风扇或压气机不同级的空气进入涡轮罩支撑..13.试根据下列两图分析空速和高度对推力的影响..答:V飞↑→ C5-C飞↓→F↓冲压影响进气流量↑ F↑空速影响小于冲压影响→F↑P↑→C5↑T↓ρ↑qma↑F↑H<3600ft时;H↑ F↓P↓ρ↓qma↓F↓↓H>3600ft时;H↑T不变处于同温层F↓12.试分析下图所示某发动机结构简图;在图中用文字和箭头标示出各转子止推支点和中介支点;并指出各转子支承方案是什么。
航空发动机考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 航空发动机按能量转换方式分类,下列哪项不属于航空发动机?A. 涡轮喷气发动机B. 活塞式发动机C. 涡轮风扇发动机D. 蒸汽机答案:D2. 航空发动机的主要组成部分不包括以下哪项?A. 压气机B. 燃烧室C. 涡轮D. 变速器答案:D3. 下列哪项不是航空发动机的主要性能参数?A. 推力B. 燃油消耗率C. 转速D. 扭矩答案:D4. 航空发动机的推力与下列哪项因素无关?A. 发动机转速B. 进气温度C. 空气密度D. 飞机重量答案:D5. 以下哪种材料不适合用于制造航空发动机的高温部件?A. 钛合金B. 不锈钢C. 镍基合金D. 铝合金答案:D6. 航空发动机的压气机主要作用是什么?A. 提高空气压力B. 降低空气温度C. 提高燃料效率D. 增加推力答案:A7. 涡轮风扇发动机与涡轮喷气发动机的主要区别在于?A. 有无风扇B. 有无压气机C. 有无燃烧室D. 有无涡轮答案:A8. 航空发动机的燃油系统主要负责什么?A. 供油B. 供气C. 供电D. 供冷答案:A9. 航空发动机的控制系统主要功能是什么?A. 调节推力B. 调节温度C. 调节压力D. 调节速度答案:A10. 航空发动机的维护中,哪项不是常规检查项目?A. 叶片检查B. 轴承检查C. 电路检查D. 轮胎检查答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 航空发动机的燃烧室主要作用包括哪些?A. 混合燃料和空气B. 压缩空气C. 燃烧产生高温高压气体D. 冷却发动机答案:A, C2. 航空发动机的压气机可以是哪些类型?A. 离心式B. 轴流式C. 往复式D. 涡轮式答案:A, B3. 以下哪些因素会影响航空发动机的效率?A. 进气温度B. 燃料品质C. 环境湿度D. 发动机设计答案:A, B, C, D4. 航空发动机的故障诊断中,哪些检测是必要的?A. 振动检测B. 温度检测C. 压力检测D. 声音检测答案:A, B, C5. 航空发动机的维护中,哪些部件需要定期更换?A. 叶片B. 轴承C. 密封件D. 轮胎答案:A, B, C三、判断题(每题1分,共10分)1. 航空发动机的推力与飞行速度成正比。
1. 喷气发动机主燃烧室的功用:把压气机增压后的空气经过喷油燃烧提高温度,然后流向涡轮膨胀做功。
2. 对涡喷发动机主燃烧室的要求:燃烧效率高,燃烧稳定范围宽,在飞机飞行包线内可靠点火,总压损失小,出口温度分布均匀,排气污染小,结构可靠,重量轻,寿命长。
3. 燃烧室结构:主要由扩压气、内外机匣、火焰筒、供油系统和点火系统等构成。
内外机匣与火焰筒壁之间构成了燃烧室内外环道,火焰筒包括了头部区、主燃区、补燃区和掺混区等四个区域。
头部区主要由帽罩、涡流器等组成。
火焰筒壁面开有主燃孔、补燃孔、掺混孔和冷却孔等。
根据性能、结构要求采用了不同类型的喷嘴,包括压力雾化喷嘴、气动雾化喷嘴、直射式喷嘴、蒸发管和甩油盘等。
4. 燃烧室类型:单管燃烧室,环管燃烧室,环行燃烧室。
5. 性能参数:燃烧效率,总压损失系数和流阻系数,出口温度场分布,燃油消耗率sfc ,容热强度,油气参数(1.油气比fa :燃烧室燃油质量流量f W 与空气质量流量Wa 之比2.余气系数α:实际供给的空气量和燃料完全燃烧的理论空气量之比,0L W W f a =α。
3.当量油气比Φ:实际油气比与化学恰当油气比之间的比值。
)6. 化学反映速率:某个反应物的消耗速率或产物的生成速率除以他的化学计量系数。
7. 质量作用定律:在温度不变的条件下,化学反应速率与参与反应的各反应物浓度的乘积成正比,其中反映物浓度的指数为化学计量系数。
8. 反应级数:反应速率与反应物的浓度的几次方成正比例,动力学上称为几级反应。
反映级数也就是质量作用定律中各反应物浓度项的指数之和。
9. 影响反应速率的因素:压力、浓度、温度10. 着火条件:如果在一定初始条件(对闭口系统)或边界条件(对开口系统)下,系统温度出现一个剧烈升高的过度过程,使系统在某个瞬间或某个空间达到高温反映态(即燃烧态),实现这个过度过程的初始条件或边界条件就称为“着火条件”11.放热速率(可燃气体在单位时间内反应放出的热量)>散热速率(可燃混气在单位体积单位时间内平均向环境散发的热量),则能成功着火。
航空发动机原理期末测试航空燃气涡轮发动机分为()[单选题] *a 离心式和轴流式两种类型b 吸气式和增压式两种类型c 冲击式和反力式两种类型d 涡喷,涡桨,涡扇和涡轴等类型(正确答案)航空燃气涡轮发动机是将() [单选题] *a 动能转变为热能的装置b 热能转变为机械能的装置(正确答案)c 动能转变为机械能的装置d 势能转变为热能的装置燃气涡轮喷气发动机的推力与流过发动机的空气质量之比称为() [单选题] *a 压力比b 推重比c 流量比d 单位推力(正确答案)请选择您认为.燃气涡轮喷气发动机的理想循环是() [单选题] *a 定压加热循环(正确答案)b 定容加热循环c 定温加热循环d 绝热循环推进功率等于( )[单选题] *a 单位时间内发动机产生的可用动能b 单位时间内发动机加热量c 推力乘以飞行速度(正确答案)d 单位时间内发动机产生的机械能涡轮喷气发动机的热效率是 [单选题] *a 单位时间发动机产生的机械能与单位时间内发动机燃油完全燃烧时放出的热量之比(正确答案)b 发动机的推力与动能之比c 发动机完成的推进功与可用动能之比d 推进功率与单位时间内发动机燃油完全燃烧时放出的热量之比涡轮喷气发动机的总效率等于发动机的热效率与推进效率相 [单选题] *a 乘(正确答案)b 除c 加d 减涡轮喷气发动机的总效率是 [单选题] *a 单位时间发动机产生的机械能与单位时间内发动机燃油完全燃烧时放出的热量之比b 发动机的推力与动能之比c 发动机完成的推进功与可用动能之比d 推进功率与单位时间内发动机燃油完全燃烧时放出的热量之比(正确答案)影响燃气涡轮喷气发动机实际热效率的因素有() [单选题] *a 涡轮前燃气总温;发动机的增压比;压气机效率和发动机的重量b 涡轮前燃气总温;发动机的增压比;压气机效率和涡轮效率(正确答案)c 发动机的增压比;发动机的重量和长度d 涡轮前燃气总温;发动机的重量和最大横截面积()不是影响火焰传播速度的因素 [单选题] *a 混合气的余气系数b 燃油的雾化程度c 流动状态d 喷气速度(正确答案)()不属于轴流式压气机的叶型损失 [单选题] *a 摩擦损失b 分离损失c 激波损失d 倒流损失(正确答案)超音速进气道可分为()三种类型 [单选题] *a 离心式、轴流式和混合式b 直流式、回流式和折流式c 离心式、气动式和冲击式d 外压式、内压式和混合式(正确答案)单转子燃气涡轮发动机中的轴流式压气机叶片的长度从第一级到最后一级是()[单选题] *a 逐级增大的b 逐级减小的(正确答案)c 逐级不变的d 逐级先增大后变小的当飞行马赫数保持一定时,涡喷发动机的燃油消耗率与发动机的总效率() [单选题] *a 无关b 成正比c 成反比(正确答案)d 的平方根成正比当压气机的实际流量系数大于流量系数的设计值时,空气流过工作叶轮时,会在叶片的()处发生气流分离 [单选题] *a 叶盆(正确答案)b 叶背c 叶根d 叶尖当压气机的实际流量系数小于流量系数的设计值时,空气流过工作叶轮时,会在叶片的()处发生气流分离 [单选题] *a 叶盆b 叶背(正确答案)c 叶根d 叶尖发动机压气机的喘振裕度是指() [单选题] *a 起飞线和工作线的距离b 爬升线和工作线的距离c 巡航线和工作线的距离d 喘振线和工作线的距离(正确答案)航空燃气涡轮发动机的燃烧室中 ,大致可分为() [单选题] *a 层流区,紊流区和旋流区b 冲击区,反力区和压力区c 主燃区,补燃区和掺混区(正确答案)d 直流区,回流区和折流区航空燃气涡轮发动机的压气机效率 [单选题] *a 为压气机实际功与压气机理想绝热缩功之比b 为压气机理想绝热缩功与压气机实际功之比(正确答案)c 为压气机流动损失功与压气机实际功之比d 为压气机流动损失功与压气机理想绝热缩功航空燃气涡轮发动机中燃烧室的第一股进气的功用是() [单选题] *a 冷却涡轮b 降低温度c 参加燃烧(正确答案)d 冷却火焰筒进气道的冲压比是() [单选题] *a 进气道出口处的总压与来流总压之比b 进气道出口处的总压与来流静压之比(正确答案)c 进气道进口处的总压与来流总压之比d 进气道进口处的总压与来流静压之比进气道的总压恢复系数的大小反映了()的大小 [单选题] *a 流动损失(正确答案)b 压力变化c 气流速度变化d 流场均匀程度进气道的总压恢复系数是() [单选题] *a 进气道出口处的总压与来流静压之比值b 进气道进口处的总压与来流总压之比值c 进气道出口处的总压与来流总压之比值(正确答案)d 进气道进口处的总压与来流静压之比值进入燃烧室的燃油流量与进入燃烧室的空气流量之比叫() [单选题] *a 燃烧室的油气比(正确答案)b 燃烧室的流量比c 燃烧室的速度比d 燃烧室的余气系数可调进口导流叶片和整流叶片的防喘原理是:改变速度三角形的( ),使相对气流方向和设计状态下的方向趋于基本一致。
《气体动力学基础》试卷一、 填空(30分,每空1分)1. 气体密度是指_单位容积内气体的质量_。
从微观上讲,密度的大小代表了_气体分子的疏密程度_。
气体流过航空发动机的喷管时,其密度的变化规律是__减小__。
2.从微观上讲,气体压力是_大量气体分子无规则运动碰撞器壁的总效应_。
在比容一定的情况下,气体温度升高,引起气体压力的变化规律是_增大 。
3.定压比热是指_在压力一定的条件下,1kg 气体温度升高或降低1℃,所需吸收或放出的热量_;定压比热与定容比热的关系式可以写成 R c c v p +=。
4.绝热过程是指 气体在和外界没有任何热交换的前提下,所进行的热力过程 ;在该过程中压力和比容的关系式可以写成k v v p p )(2112=;该过程的外(容积)功的计算式可以写成)(111122v p v p k l --=。
5.“一维定常流”中“一维”是指_气流参数是一维坐标的函数_。
6.可压流的连续性方程可以写成 常数=V A ρ ,它说明_在一维定常流的条件下,流过各截面的气体流量相等_。
7. 一维定常流能量(焓)方程的一般形式是 1221222i i V V l q -+-=±±外 。
气体流过发动机的涡轮时,能量方程可以改写成 l V V i i +-=-2212221 ,此方程表示的能量转换关系是 气体焓的下降,用来对外作功和增加气体的动能 ;气体流过发动机进气道时,能量方程可以改写成常数=+22V i ,此方程表示的能量转换关系是_焓和动能之和保持不变 。
8.滞止压力(总压)是指_理想绝能条件下,将气流滞止到速度为零时的压力_。
气体流过发动机的进气道时,在不考虑流动损失的情况下,总压的变化规律是 不变_的。
9.气体的音速是指_弱扰动波气体中的传播速度_,其大小与 温度 有关。
10.理想绝能流动是指_气体在没有流动损失的情况下,与外界没有任何能量交换的流动 。
11.要使亚音速气流减速,必须采用_扩散_管道;这是因为 亚音速气流流速减小,单位面积流量下降,为了保证流量连续,管道横截面积必须增大 。
航空发动机原理复习思考题试题一一、概念简答题(每题8分,共40 分)1、目前航空燃气轮机主要有哪几种类型?简述其结构和应用特点。
2、什么是化学反应速度?它与那些因素有关?在燃气轮机燃烧室设计中,应怎样考虑利用这些因素来强化燃烧?3、主燃烧室按结构形式可分为哪几类?试从工作原理上比较它们的优缺点。
4、双轴涡轮喷气发动机低压转子与高压转子的共同工作点为什么不是独立变化的?5、调整放大或缩小尾喷管临界截面积对单轴涡轮喷气发动机共同工作线有什么影响?为什么?二、计算题(每题15分,共60 分)6、某压气机增压比为8.5,效率为0.8, 求(1)当进气温度是200C 时的压气机出口总温。
(2)压气机对每千克气体的加功量。
(3)如测得压气机流量为65kg/s, 计算压气机所需的压缩功率。
(绝热指数k=1.4;气体常数R=287J/kg.K )7、装在协和号飞机的发动机,其原压气机进口级装有预旋导流叶片。
在其动叶进口处C T 0*115=,叶尖处的s m u s m C s m C u a /360,/125,/20011===,求:(1)叶尖1aw M ?(2)在改型中去掉预旋导流叶片,且叶尖s m C a /2101=,问这时的叶尖1aw M =?8 、具有收敛尾喷管的涡轮喷气发动机在地面台架上试车时,已知空气流量为69kg/s ,喷管出口处总温1200K ,总压5104.1?Pa ,尾喷管出口面积22.0m ,试估算发动机推力。
9、假定在巡航条件8.00=a M ,a kP P 110=,K T 2160=下,分别排气涡轮风扇发动机的风扇增压比和效率为85.0,6.1==f f ηπ;经风扇后内涵气流进入高压压气机,84.0,25==cH cH ηπ,(1)计算风扇出口总温和高压压气机出口总温。
(2)若高压涡轮进口总温为1500K ,近似计算高压涡轮出口总温(计算时忽略涡轮叶片冷却空气量,燃气流量与空气量的差别以及燃烧室总压损失);(3)假定高压涡轮效率90.0=TH η,计算其出口总压。
航空发动机考试试题航空发动机作为飞机的“心脏”,其重要性不言而喻。
为了检验大家对航空发动机相关知识的掌握程度,以下是一套精心设计的航空发动机考试试题。
一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、以下哪种材料通常不用于制造航空发动机的叶片?()A 钛合金B 高温合金C 铝合金D 陶瓷2、航空发动机的推力主要取决于()A 进气量B 燃烧温度C 排气速度D 以上都是3、涡扇发动机的涵道比越大,以下哪种性能会提高?()A 燃油经济性B 推力C 高速性能D 机动性4、在航空发动机中,用于增加空气压力的部件是()A 压气机B 涡轮C 燃烧室D 尾喷管5、航空发动机的热效率主要受到以下哪个因素的限制?()A 材料耐高温性能B 燃烧效率C 机械摩擦损失D 以上都是6、哪种类型的航空发动机适用于高空高速飞行?()A 涡桨发动机B 涡轴发动机C 涡喷发动机D 活塞发动机7、航空发动机的喘振现象主要与以下哪个部件有关?()A 压气机B 涡轮C 燃烧室D 进气道8、以下哪种冷却方式在航空发动机中应用较为广泛?()A 空气冷却B 液体冷却C 蒸发冷却D 辐射冷却9、航空发动机的大修间隔时间通常取决于()A 飞行小时数B 起降次数C 飞行环境D 以上都是10、下列关于航空发动机燃烧室的描述,错误的是()A 提供稳定的燃烧环境B 实现燃料的高效燃烧C 温度均匀分布D 不需要承受高温高压二、填空题(每题 3 分,共 30 分)1、航空发动机按照工作原理可以分为_____、_____、_____等类型。
2、涡扇发动机的核心机包括_____、_____、_____。
3、航空发动机的主要性能参数包括推力、_____、_____、_____等。
4、压气机的工作原理是通过_____和_____来提高空气压力。
5、涡轮叶片通常采用_____的冷却方式。
6、航空发动机的燃油系统主要由_____、_____、_____等组成。
7、为了减少航空发动机的重量,常采用_____和_____等先进制造技术。
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.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6.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;7.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:8.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;9.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;10.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.11.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12.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;分类:单管多个单管、环管和环形三种基本类型13. 简述燃烧室的主要要求点火可靠、燃烧稳定、燃烧完全、燃烧室出口温度场符合要求、压力损失小、尺寸小、重量轻、排气污染少14. 环形燃烧室的结构特点、优缺点结构特点:火焰筒和壳体都是同心环形结构,无需联焰管优点:与压气机配合获得最佳的气动设计,压力损失最小; 空间利用率最高,迎风面积最小; 可得到均匀的出口周向温度场; 无需联焰管,点火时容易传焰;缺点:调试时需要大型气源;采用单个燃油喷嘴,燃油—空气匹配不够好;火焰筒刚性差;15. 燃烧室主要由哪几部分组成及功能扩压器、火焰筒、外壳、内壳、涡流器、喷咀、点火器涡轮16. 涡轮的分类及原理1冲击式涡轮 :推动涡轮旋转的扭矩是由于气流方向改变而产生的;2反力式涡轮:推动涡轮旋转的扭矩是由于气流速度的大小和方向的改变而产生3冲击-反力式涡轮: 推动涡轮旋转的扭矩是由于气流速度的大小和方向的改变而产生的;17. 涡轮的结构组成静子—由导向器组成; 转子—由工作叶轮组成导向器工作叶轮18. 简述叶片冷却的方法导热,冲击, 对流换热, 气膜冷却19. 叶轮间隙的原理和作用涡轮机匣与工作叶片叶尖之间的距离叫涡轮径向间隙;涡轮间隙对涡轮效率有很大的影响,据估算,涡轮间隙若增加1mm,涡轮效率下降%,这将使发动机耗油率增加%,所以为了减少损失,提高效率,应尽可能减小径向间隙;20. 涡轮叶片的特点涡轮叶片比压气机要厚,涡轮叶片比压气机弯曲程度要大;21. 涡轮落压比: 涡轮进口处的总压 与涡轮出口处的总压 之比 22. 涡轮落压比随转速的变化规律1.当涡轮导向器最小截面处处于临界或超临界状态时,涡轮的落压比为常数;2.当涡轮导向器最小截面处处于临界或超临界状态, 而喷管处于亚临界状态时,随着转速下降, 涡轮的落压比下降; 这时涡轮落压比的变化是由最后一级涡轮落压比的变化造成的, 而其它各级涡轮的落压比不随转速而变化;3.当涡轮和喷管均处于亚临界状态时,随着转速减小, 涡轮的落压比减小;各级落压比都减小, 而且越靠后的级落压比减小得越多;尾喷管23. 喷管的主要功用使从涡轮流出的燃气膨胀,加速,将燃气的一部分热转变为动*4*3*p p T =π*3p *4p能, 提高燃气的速度, 使燃气以很大的速度排出, 这样可以产生很大的推力. 通过反推力装置改变喷气方向,即变向后的喷气为向斜前方的喷气, 产生反推力, 以迅速降低飞机落地后的滑跑速度, 缩短飞机的滑跑距离.采用消音喷管降低发动机的排气噪音.通过调节喷管的临界面积来改变发动机的工作状态24. 喷管的分类亚音速:收敛形的管道、超音速:先收敛后扩张形的管道25. 收缩喷管的3种工作状态 当: 时,喷管处于亚临界工作状态 临界工作状态、超临界工作状态:这时喷管出口气流马赫数等于1;出口静压等于临界压力而大于反压, 是不完全膨胀, 实际落压比小于可用落压比;当来流总压和总温不变时, 通过喷管的质量流量不随反压的变化而变化, 达到最大值;所以我们定义: 喷管出口反压小于气流的临界压力, 喷管出口处气流的速度等于音速的工作状态称为超临界工作状态;26. 反推的功用、原理及分类功用: 改变喷气的方向, 产生反推力, 使飞机在着陆后比较快的减速,以缩短飞机着陆后的滑跑距离;原理:是改变喷气方向, 变向后的喷气为向斜前方喷气;分类: 折流板式反推力装置和格栅式反推力装置;27. 发动机的噪音源一个是喷出的高温高速燃气与外界大气混合所产生的噪音;另一个是空气进入进气道和流过发动机时产生的噪音;第三个是发动机的振动所产生的噪音;但前者是主要的噪音源;28. 发动机的消音的方法降低喷气速度、改变振动的频率,、吸音材料;29. 发动机的消音的部位进气整流罩内壁面;风扇机匣内壁面;尾喷管内壁面;轴承、封严及附件传动30. 转子支撑方案转子通过支撑结构支撑于发动机机匣上,转子上承受的各种负荷由支撑结构承受并传至发动机机匣上,最后由机匣通过安装节传至飞机构件中;发动机转子采用几个支撑结构,安排在何处称为转子支撑方案发动机系统部分发动机空气系统31. 发动机空气系统冷却功能分类以及冷却区域a) 用于发动机方面:发动机内部和附件装置的冷却、轴承腔封严、平衡轴承的轴向载荷、压气机防喘振控制、控制涡轮叶片的叶尖间隙、发动机防冰、发动机启动等;b) 用于飞机方面:座舱环境控制、机翼防冰、探头加温等32. 发动机防喘措施中间级放气;压气机静子叶片可调;采用多转子1.85p p p p πcr *4b *4*b =<=33.简述VBV的工作原理活门开度根据发动机工作状态参数计算后,决定开、关和开度大小;大气温度高,放气关闭时对应的发动机转速增大;活门实际位置通过反馈钢索传回控制器与要求位置比较;34.简述VSV的工作原理a)可调静子叶片VSV通常是将高压压气机的进口导向叶片和前几级静子叶片做成可调的;在压气机不同的工作状态及外界条件下,通过改变工作叶轮进口处绝对速度的切向分量大小,从而改变相对速度的方向,减小攻角,防止喘振;b)转速低时,叶片关小;转速高时,叶片开大;c)叶片实际位置通过反馈钢索传回控制器与要求位置比较,或传感器传回控制器与要求位置比较;35.VSV中可调的是发动机中哪部分36.间隙控制的目的:保持涡轮叶片叶尖和机匣之间的间隙为最佳,减少漏气损失,提高发动机性能;37.HPTACC工作原理高压涡轮间隙控制活门混合空气控制高压涡轮护罩支架的热力膨胀;通常HPTACC 系统保持在HPT 叶尖与机匣支架之间的间隙至最小;但当发动机内部温度不稳定时或在大功率时,HPTACC系统增加涡轮间隙;HPTACC 系统增大间隙以确保高压涡轮叶尖与护罩不接触;38.LPTACC工作原理低压涡轮间隙控制系统控制低压涡轮LPT叶尖间隙;LPTACC增加或减少流至LPT 机匣的风扇出口空气量;冷却低压涡轮机匣控制保持LPT叶尖间隙至最小的热力膨胀;这样可提高燃油效率39.发动机引气防冰的位置发动机的进气道前缘,压气机前缘整流罩、第一级导流叶片都有可能结冰;40.发动机防冰的原因以及方法i.结冰会破坏进气道的气动外形,减小进气面积,使空气流量减少,功率下降,性能变差,进一步引致发动机故障;ii.结冰会破坏转子的平衡,引起发动机振动过大;脱落下来的冰块还可能被吸入发动机,打坏发动机部件;防冰方法:热空气加温防冰和电加温防冰;发动机操纵系统41.简述B737发动机操纵原理飞机驾驶员并不直接操纵发动机,而是通过一个中介—燃油控制器实行;驾驶舱的推力杆不同位置,燃油控制器要发动机产生相应的推力;燃油控制器感受一些变量并供给足够的燃油流量到燃烧室,使发动机产生飞机所需要的推力;供给的燃油流量不允许超出发动机的工作限制;油门杆通过传动钢索与燃油控制器上的功率杆相连;42.正向推力和反推力的控制正向推力和反推力的要求从驾驶舱通过操纵系统传到位于发动机的燃油控制器;前向推力杆和反推杆是绞接在一起的,一个锁定机构防止前向推力杆和反推杆的同时作动;每个杆能够运动的能力取决于另一个杆的位置;如果前向推力杆在慢车位,反推杆离开OFF位的话,推力杆不能向前推增加正推力;如果反推杆在OFF位,前向推力杆离开慢车位,那么,反推杆提不起来;当反推杆拉起时,发动机的转速将增加;它们的运动由操纵系统传到燃油控制器,控制器的设计使得功率杆在慢车域的任一方向运动,供油量都会增加;发动机排气系统43.涡扇发动机的排气系统及其作用将涡轮排出的燃气以一定的速度和要求的方向排入大气,产生推力;对涡轮喷气发动机,涡轮后排气流产生全部推力;从涡轮出来的排气流,因有高速旋流,为了降低摩檫损失,通常将排气锥和外壁之间的通道设计为扩散的,气流流速降低、压力升高;涡轮后部支板对气流进入喷管之前整流,避免旋涡损失;44.发动机反推的实现方法对高涵道比发动机,只将风扇气流反向;阻流门-格栅式、枢轴门型反推器;对涡喷发动机和低涵道比发动机,将热燃气流或内外涵混合气流反向;蛤壳形折流门、铲斗门型戽头式门;发动机指示系统45.发动机监控的的参数有那些低压转子转速N1;高压转子转速N2;排气温度EGT46.造成EGT较高的状况有那些1、核心机气路原因2、燃油系统的原因3、故障方面的原因;4、人为因素致EGT升高启动点火系统47.起动过程的三个阶段a)从启动机工作到燃烧室喷油点火;b)从燃烧室点火到启动机与发动机脱开;c)从启动机脱开到慢车转速;48.发动机起动气压动力来自哪里辅助动力装置APU气压;地面设备;对面的发动机;49.EECB737在起动中的作用在起动过程中EEC 保护发动机;在一次起动过程中当EEC 发现发动机的参数是超过极限时,EEC就关断至发动机的燃油供给;燃油控制系统50.什么是发动机燃油和控制系统是计算产生指令的推力需要的燃油量;然后发动机燃油和控制系统计量燃油并把燃油喷入燃烧室;发动机燃油和控制系统也输送必要的燃油到发动机空气系统,这样发动机运转有效而稳定;51.叙述B737EEC发动机电子控制器通道的工作原理每个EEC有两个计算机;每个计算机能够控制发动机;一个计算机是在有效的控制中而另一个则在备用中;计算机被称为通道;一个计算机称为通道 A 而另一个计算机称为通道B;两个通道通过一个横向通道数据链CCDL连通;52.B737EEC主要功能a)输入信号有效和处理b)起动,关车和点火控制c)发动机推力管理d)反推力控制e)发动机核心控制f)高压涡轮间隙主动控制HPTACC和低压涡轮间隙主动控制LPTACCg)自检设备h)驾驶舱指示53.例举简述B737EEC的输入信号和有效处理EEC 从发动机和飞机其它系统获得数字的和模拟的信号;这些信号中的某些信号对相同的数据有多于一个的来源;这就提高了发动机的可靠性;如一个已知的参数的所有来源都不是有效的,将使用一个偏差值安全地控制发动机;如果EEC发现一个信号不是有效的,它将在自检设备存储器内存储一个信息;发动机电子控制部分发动机电子控制概念54.什么是稳态控制、过渡控制和安全限制稳态控制调节:是指当发动机操纵指令不变时,慢车、中间、最大状态等通过对燃油流量或喷口面积的调节,客服飞行环境条件变化的影响,使发动机的工作状态和操纵指令保持一致;过渡控制跟踪:当发动机的操纵指令发生改变时,起动、加减速、加力接通、关闭过程等通过控制系统使发动机的过渡过程迅速、稳定、可靠;安全限制:保证发动机的工作安全、可靠;防止超温、超压、超转和超功率;只有被限制参数超过极限值时,限制器才参与工作;55.什么是控制对象、控制装置和控制系统a)控制对象: 被控制的技术对象物体或过程称为控制对象,如:发动机;b)控制器: 控制对象以外的,为完成控制任务的机构的总合,又称为控制装置;c)控制系统: 被控制对象和控制器的总合称为控制系统;56.什么是可空变量、被控变量和干扰量可控变量: 能影响被控对象发动机的工作过程,用来改变被控参数大小的变量称为可控变量;被控变量: 能表征被控对象发动机的工作状态,又能被控制的变量称为被控变量;如发动机的转速;干扰量: 作用在被控对象或控制器上,能引起被控系数发生变化的外部作用量,如大气温度,大气压力飞行高度,飞行马赫数,大气湿度等;57.什么是发动机控制方案发动机控制方案是指,根据外界条件飞行高度和速度或驾驶指令来改变可控变量,以保证发动机的被控变量不变或按预定规律变化,从而达到控制发动机推力的目的;航空发动机基本控制方案58.高涵道比涡轮风扇发动机被控参数是大部分推力由外涵产生,外涵产生的推力只要取决于流过外涵的空气流量,而风扇转速N1决定外涵空气流量;59.影响起动过程的因素与起动控制1点火能量及起动功率:起动机功率越大,则剩余功率越大,起动过程越快;起动机功率的大小取决于对起动时间的要求、发动机转子的转动惯量及压气机需用扭矩等因素;2起动机脱开转速的控制起动机脱开转子时,剩余功率△N 应能使转子独立加速,涡轮前温度不超限,且起动时间符合要求;脱开过早,则可能因剩余功率太小而起动失败;3起动油量控制起动供油曲线60.什么是发动机的超温限制和限制方法发动机超温主要指涡轮前温度或加力温度超过最大允许值;方法:发动机转速限制、设置专门的超温限制器;61.什么是发动机的超压限制和限制方法飞行速度、大气温度及发动机转速越高,则压气机出口压力越大;方法:一般采用减少供油量的办法,当压气机出口压力超限时,超压限制器感受到该超压信号,去干扰燃油量控制器,是供油量减少;62.什么是发动机的熄火限制和防止高空熄火的方法高空时空气流量、进气压力及供油量都较低,雾化、混合气质量都显着恶化,从而造成燃烧室熄火;方法:燃油嘴和燃烧室结构上加以改进;通过限制燃油喷嘴前最低压力的办法来保证燃油喷嘴的雾化质量;发动机电子控制系统63.CFM56-3发动机MEC的组件和被控参数有哪些主发动机控制器MEC;风扇进口温度传感器T2;压气机进口温度传感器CIT;可变放气活门VBV 系统;可调静子叶片VSV系统;64.CFM56-3发动机PMC的组件和被控参数有哪些功率管理控制器PMC;转速表发电机;风扇转速传感器;风扇进口温度传感器T12 ;风扇进口静压传感器Ps12;65.简述MEC与PMC的双重控制模式PMC功率管理控制器控制发动机推力;PMC 控制推力nL 转速实际上是通过MEC 调节燃油供油量来实现的;全功能数字电子控制器FADEC66.FADEC系统组成模块有那些发动机智能控制IEC、性能寻优控制PSC、稳定性寻优控制SSC、主动失速/喘振控制ASC;67.FADEC系统优点提高发动机的性能;可以降低燃油消耗量;减轻驾驶员的负担;提高可靠性;降低成本;易于实施发动机和飞机控制一体化;68.FADEC在发动机控制方面功用推力管理,对发动机的推力进行精确的控制,提高了推力控制的精度;燃油量的控制由EEC对发动机控制;控制放气活门的开度和可调静子叶片的角度,以得到最佳的喘振裕度防止喘振使发动机更好地工作;涡轮间隙TCC控制,控制发动机不同级的引气,从而保证涡轮叶尖间隙为最佳间隙,减少燃气泄漏,改善涡轮的效率,提高发动机的性能;对发动机的燃油和滑油进行控制;对发动机的起动点火和反推进行控制;安全保护,EEC使发动机的各主要参数不超限;电子控制系统可靠性及发动机状态监控69.发动机状态监测参数要求性能诊断试图监视推进系统气路部件的性能,需要用一些特定的参数来计算压气机和涡轮效率、流通能力、VSV位置、有效喷口面积以及工作的偏移等,对监控参数的要求:精度:通常是非常高优于+/%;重复性:通常是非常好的;采样速率:每秒1次;更新速率:至少每秒1次;输出速度:每飞行小时1次;飞行航段:民用飞机为巡航或爬升一般是最稳定或可重复的飞行航段发动机控制系统典型故障分析及排故方案70.简述EGT超温故障常见原因1、核心机气路原因指气流通过压气机、燃烧室及涡轮时,由于个别单元或整个核心机使用时间增加导致效率下降,从而引起EGT升高;例如:压气机的叶型损失;级间损失;叶端损失及喘振;放气门关闭不严;燃烧室的富油燃烧;外部冷却不均;涡轮冷却不良及间隙控制不好;以上各种情况都能引起气路效率下降、EGT超温;2、燃油系统的原因燃油系统故障;例如:喷嘴位置误差或积碳导致雾化不良会造成局部超温;燃油计量单元故障或EEC感受错误信息使燃油量增大会导致EGT超温现象;3、故障方面的原因;例如:鸟击或外来物导致叶片损伤;起飞滑跑时发生喘振;提前关闭放气活门或不该打开时打开;4、人为因素致EGT升高EGT超温大多是人为因素造成的;例如:机组人员违反操作规程推动油门杆过快或操作引发的EGT超温;外界环境变化引起EGT升高高海拔低气压地区、严寒条件或空气含水分、盐分及微尘过高等,会使起动缓慢形成富油燃烧,或使叶片腐蚀、封严损坏等致使核心机效率下降,都会使EGT 升高;71.简述提高EGT裕度的主要措施生产厂家选择新型耐高温材料制造涡轮或采用更为有效的冷却系统;也可采用耐高温涂层或更合理的气路设计,是发动机能长时间高效率工作来改善EGT裕度发动机客户主要通过降低排气温度的方法来提高EGT裕度,目前有效措施:高压涡轮主动间隙控制减功率起飞发动机冲洗风扇叶片及防磨带检查应对发动机建立故障档案,进行追踪分析,才能提出最为有效的改进和预防措施来提高EGT裕度高压涡轮主动间隙控制压气机或涡轮的动叶叶尖间隙是影响单元体效率及EGT裕度的重要因素之一;72.空中停车发生起因结构疲劳断裂、结构腐蚀、外来物损伤;喘振、不平衡振动过大;超温烧腐、超转;滑油系统故障;。
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.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6.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。
7.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:8.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。
9.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。
10.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.11.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12.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。
分类:单管(多个单管)、环管和环形三种基本类型13.简述燃烧室的主要要求点火可靠、燃烧稳定、燃烧完全、燃烧室出口温度场符合要求、压力损失小、尺寸小、重量轻、排气污染少14.环形燃烧室的结构特点、优缺点结构特点:火焰筒和壳体都是同心环形结构,无需联焰管优点:与压气机配合获得最佳的气动设计,压力损失最小;空间利用率最高,迎风面积最小;可得到均匀的出口周向温度场;无需联焰管,点火时容易传焰。
缺点:调试时需要大型气源;采用单个燃油喷嘴,燃油—空气匹配不够好;火焰筒刚性差;15. 燃烧室主要由哪几部分组成及功能扩压器、火焰筒、外壳、内壳、涡流器、喷咀、点火器涡轮16. 涡轮的分类及原理(1)冲击式涡轮 :推动涡轮旋转的扭矩是由于气流方向改变而产生的。
(2)反力式涡轮:推动涡轮旋转的扭矩是由于气流速度的大小和方向的改变而产生(3)冲击-反力式涡轮: 推动涡轮旋转的扭矩是由于气流速度的大小和方向的改变而产生的。
17. 涡轮的结构组成静子—由导向器组成; 转子—由工作叶轮组成导向器工作叶轮18. 简述叶片冷却的方法导热,冲击, 对流换热, 气膜冷却19. 叶轮间隙的原理和作用涡轮机匣与工作叶片叶尖之间的距离叫涡轮径向间隙。
涡轮间隙对涡轮效率有很大的影响,据估算,涡轮间隙若增加1mm ,涡轮效率下降%,这将使发动机耗油率增加%,所以为了减少损失,提高效率,应尽可能减小径向间隙。
20. 涡轮叶片的特点涡轮叶片比压气机要厚,涡轮叶片比压气机弯曲程度要大。
21. 涡轮落压比: 涡轮进口处的总压 与涡轮出口处的总压 之比 22. 涡轮落压比随转速的变化规律1.当涡轮导向器最小截面处处于临界或超临界状态时,涡轮的落压比为常数;2.当涡轮导向器最小截面处处于临界或超临界状态, 而喷管处于亚临界状态时,随着转速下降, 涡轮的落压比下降; 这时涡轮落压比的变化是由最后一级涡轮落压比的变化造成的, 而其它各级涡轮的落压比不随转速而变化。
3.当涡轮和喷管均处于亚临界状态时,随着转速减小, 涡轮的落压比减小。
各级落压比都减小, 而且越靠后的级落压比减小得越多。
尾喷管23. 喷管的主要功用使从涡轮流出的燃气膨胀,加速,将燃气的一部分热转变为动能, 提高燃气的速度, 使燃气以很大的速度排出, 这样可以产生很大的推力.通过反推力装置改变喷气方向,即变向后的喷气为向斜前方的喷气, 产生反推力, 以迅速降低飞机落地后的滑跑速度, 缩短飞机的滑跑距离.采用消音喷管降低发动机的排气噪音.通过调节喷管的临界面积来改变发动机的工作状态24. 喷管的分类亚音速:收敛形的管道、超音速:先收敛后扩张形的管道25. 收缩喷管的3种工作状态 当: 时,喷管处于亚临界工作状态 临界工作状态、超临界工作状态:这时喷管出口气流马赫数等于1;出口静压等于临界压力而大于反压, 是不完全膨胀, 实际落压比小于可用落压比; 当来流总压和总温不变时, 通过喷管的质量流量不随反压的变化而变化, 达到最大值;所以我们定义: 喷管出口反压小于气流的临界压力, 喷管出口处气流的速度等于音*4*3*p p T =π*3p *4p 1.85p p p p πcr *4b *4*b =<= 1.85p p p p πcr *4b *4*b =>= 1.85p p p p πcr *4b *4*b =>=速的工作状态称为超临界工作状态。
26.反推的功用、原理及分类功用:改变喷气的方向, 产生反推力, 使飞机在着陆后比较快的减速,以缩短飞机着陆后的滑跑距离。
原理:是改变喷气方向, 变向后的喷气为向斜前方喷气。
分类: 折流板式反推力装置和格栅式反推力装置。
27.发动机的噪音源一个是喷出的高温高速燃气与外界大气混合所产生的噪音;另一个是空气进入进气道和流过发动机时产生的噪音;第三个是发动机的振动所产生的噪音。
但前者是主要的噪音源。
28.发动机的消音的方法降低喷气速度、改变振动的频率,、吸音材料。
29.发动机的消音的部位进气整流罩内壁面;风扇机匣内壁面;尾喷管内壁面。
轴承、封严及附件传动30.转子支撑方案转子通过支撑结构支撑于发动机机匣上,转子上承受的各种负荷由支撑结构承受并传至发动机机匣上,最后由机匣通过安装节传至飞机构件中。
发动机转子采用几个支撑结构,安排在何处称为转子支撑方案发动机系统部分发动机空气系统31.发动机空气系统冷却功能分类以及冷却区域a)用于发动机方面:发动机内部和附件装置的冷却、轴承腔封严、平衡轴承的轴向载荷、压气机防喘振控制、控制涡轮叶片的叶尖间隙、发动机防冰、发动机启动等。
b)用于飞机方面:座舱环境控制、机翼防冰、探头加温等32.发动机防喘措施中间级放气;压气机静子叶片可调;采用多转子33.简述VBV的工作原理活门开度根据发动机工作状态参数计算后,决定开、关和开度大小。
大气温度高,放气关闭时对应的发动机转速增大。
活门实际位置通过反馈钢索传回控制器与要求位置比较。
34.简述VSV的工作原理a)可调静子叶片(VSV)通常是将高压压气机的进口导向叶片和前几级静子叶片做成可调的。
在压气机不同的工作状态及外界条件下,通过改变工作叶轮进口处绝对速度的切向分量大小,从而改变相对速度的方向,减小攻角,防止喘振。
b)转速低时,叶片关小;转速高时,叶片开大。
c)叶片实际位置通过反馈钢索传回控制器与要求位置比较,或传感器传回控制器与要求位置比较。
35.VSV中可调的是发动机中哪部分36.间隙控制的目的:保持涡轮叶片叶尖和机匣之间的间隙为最佳,减少漏气损失,提高发动机性能。
37.HPTACC工作原理高压涡轮间隙控制活门混合空气控制高压涡轮护罩支架的热力膨胀。
通常HPTACC 系统保持在HPT 叶尖与机匣支架之间的间隙至最小。
但当发动机内部温度不稳定时或在大功率时,HPTACC系统增加涡轮间隙。
HPTACC系统增大间隙以确保高压涡轮叶尖与护罩不接触。
38.LPTACC工作原理低压涡轮间隙控制系统控制低压涡轮(LPT)叶尖间隙。
LPTACC增加或减少流至LPT 机匣的风扇出口空气量。
冷却低压涡轮机匣控制保持LPT叶尖间隙至最小的热力膨胀。
这样可提高燃油效率39.发动机引气防冰的位置发动机的进气道前缘,压气机前缘整流罩、第一级导流叶片都有可能结冰。
40.发动机防冰的原因以及方法i.结冰会破坏进气道的气动外形,减小进气面积,使空气流量减少,功率下降,性能变差,进一步引致发动机故障。
ii.结冰会破坏转子的平衡,引起发动机振动过大。
脱落下来的冰块还可能被吸入发动机,打坏发动机部件。
防冰方法:热空气加温防冰和电加温防冰。
发动机操纵系统41.简述B737发动机操纵原理飞机驾驶员并不直接操纵发动机,而是通过一个中介—燃油控制器实行。
驾驶舱的推力杆不同位置,燃油控制器要发动机产生相应的推力。
燃油控制器感受一些变量并供给足够的燃油流量到燃烧室,使发动机产生飞机所需要的推力。
供给的燃油流量不允许超出发动机的工作限制。
油门杆通过传动钢索与燃油控制器上的功率杆相连。
42.正向推力和反推力的控制正向推力和反推力的要求从驾驶舱通过操纵系统传到位于发动机的燃油控制器。
前向推力杆和反推杆是绞接在一起的,一个锁定机构防止前向推力杆和反推杆的同时作动。
每个杆能够运动的能力取决于另一个杆的位置。
如果前向推力杆在慢车位,反推杆离开OFF位的话,推力杆不能向前推增加正推力;如果反推杆在OFF位,前向推力杆离开慢车位,那么,反推杆提不起来。
当反推杆拉起时,发动机的转速将增加。
它们的运动由操纵系统传到燃油控制器,控制器的设计使得功率杆在慢车域的任一方向运动,供油量都会增加。
发动机排气系统43.涡扇发动机的排气系统及其作用将涡轮排出的燃气以一定的速度和要求的方向排入大气,产生推力。
对涡轮喷气发动机,涡轮后排气流产生全部推力;从涡轮出来的排气流,因有高速旋流,为了降低摩檫损失,通常将排气锥和外壁之间的通道设计为扩散的,气流流速降低、压力升高。
涡轮后部支板对气流进入喷管之前整流,避免旋涡损失。
44.发动机反推的实现方法对高涵道比发动机,只将风扇气流反向;阻流门-格栅式、枢轴门型反推器。
对涡喷发动机和低涵道比发动机,将热燃气流或内外涵混合气流反向。
蛤壳形折流门、铲斗门型(戽头式门)。
发动机指示系统45.发动机监控的的参数有那些低压转子转速N1;高压转子转速N2;排气温度EGT46.造成EGT较高的状况有那些1、核心机气路原因2、燃油系统的原因3、故障方面的原因。
4、人为因素致EGT升高启动点火系统47.起动过程的三个阶段a)从启动机工作到燃烧室喷油点火。
b)从燃烧室点火到启动机与发动机脱开。
c)从启动机脱开到慢车转速。
48.发动机起动气压动力来自哪里辅助动力装置APU气压;地面设备;对面的发动机。