航空概论-9发动机全
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以航空发动机结构为例说明产品结构前言CFM56-7是目前客机发动机中最先进的发动机(图1)…图1航空发动机是飞机性能、可靠性和成本的决定性因素,发动机加燃油的重量占战斗机/轰炸机/运输机起飞总重量的40%~60%,其寿命期费用站整个飞机的20%~40%。
特别是涡轮喷气发动机发明以后,推进技术的进展更是突飞猛进,是飞机的性能和任务能力取得了重大突破。
美国人对航空发动机技术如是评价:“T he aircraft engine is a technology intensive, making it difficult to enter a novice area, it needs adequate protection and use of the state results in the area, long-term data and experience, as well as national large in vestment. “United States” a joint vision for 2020 “in the proposed strategy for the future based on the composition of the nine U.S. advantage technology, aviation jet engines are listed in the second, on nuclear technology before, and now even the United States there are only two areas of government investment, one aerospace, and the other is the aircraft engine, the aircraft engine is a national strategic industry. ”如今,航空发动机技术也是制约我国航空工业发展的瓶颈。
航空模型发动机完全手册前言目前,航空模型上采用的动力装置主要有:橡筋条、活塞式发动机、喷气式发动机、电动式发动机和压缩气体发动机等数种。
其中活塞式发动机按照混合气着火方法分为:压缩燃烧式(压燃式)、电热式(热火栓式)和电火花点燃式三种。
本书主要介绍在我国使用较广的压燃式发动机。
最后在附录中简要介绍一下电热式和电火花点燃式发动机。
活塞式航空模型发动机是一种小型内燃机,一般称为小发动机。
它的基本组成部分和工作原理,与中学物理书上介绍的内燃机(包括柴油机和汽油机)大体相同,也和日常见到的手扶拖拉机、摩托车或汽车上使用的发动机大体相同,不过要简单得多。
小发动机的体积虽然很小,并且只有一、二十个零件,但它已经是一种精密机器了,必须很仔细地科学地去学习它和使用它。
航模爱好者在使用小发动机的过程中,要注意理论联系实际,将书本上学到的有关发动机的基本知识,运用到具体实践中去。
要学懂小发动机的工作原理、燃料组成、起动步骤和调整方法,学会怎样排除故障,并注意养成正确的操作方法,为今后在农业机械化运动中,或在工矿和科学试验等工作中,更好地学习和运用各种机械设备打下良好的基础。
一构造和原理(一)小发动机的构造:图1是轴进气压燃式小发动机的解剖图。
现将它的各个零件和功用分别说明如下:1.气缸和活塞——气缸是燃料和空气的混合气体进行燃烧的地方,也是将燃料燃烧后放出来的热能转换为机械能的地方。
气缸呈圆筒形,内表面非常光滑,近似镜面。
气缸内的混合气体燃烧膨胀时,产生很高的压力,作用在活塞顶上,推动活塞向下运动;经过曲轴连杆机构,使曲轴转动并带动螺旋桨旋转,产生拉力使飞机前进。
发动机转动时,活塞以很高的速度在气缸中来回运动。
气缸壁上开有排气口和转气口等配气孔。
活塞在气缸内往复运动时,同时控制了排气口和转气口等配气孔的开闭。
气缸和活塞是小发动机上最主要也是最精密的零件,它们之间的配合非常精确,以保证密封和压缩性能。
如果使用不当,或让灰沙等脏物进入气缸内部,那就会使气缸和活塞很快磨损,影响密封性能,造成发动机转速下降,甚至不能起动等不良后果。
航空发动机原理知识点精讲航空发动机是飞机的核心动力装置,它通过将燃料和空气混合并在燃烧室中燃烧,产生高温高压气体,从而驱动飞机前进。
本文将深入探讨航空发动机的基本原理和相关知识点。
一、航空发动机的分类根据工作原理和结构特点,航空发动机可分为喷气发动机和涡扇发动机两大类。
1. 喷气发动机喷气发动机是通过向后排放高速喷射的气流来产生推力,从而推动飞机前进。
其基本构造包括压气机、燃烧室、涡轮和喷管。
压气机负责将空气压缩成高压气体,燃烧室将燃料燃烧与高压气体混合,涡轮则由燃烧室排出的高温高压气体驱动,最后喷管将高速喷射的气流排出。
2. 涡扇发动机涡扇发动机是在喷气发动机的基础上发展而来的,它在喷气发动机的喷管外面增加了一圈风扇。
这个风扇由一个或多个大型的鼓风机构成,它能够将外界空气吸入并向外推出。
涡扇发动机通过喷气推力和风扇推力的叠加,提高了推力和效率。
二、航空发动机的工作循环航空发动机的工作循环指的是发动机在一个完整工作周期内的各个阶段。
1. 吸气阶段在吸气阶段,压气机通过旋转的叶片将天然空气吸入发动机内部,并通过压缩使其压力增加。
通过吸气口、进气道和引气道,空气被引导进入压气机。
2. 压缩阶段在压缩阶段,空气经过压气机的多级压缩,压力逐渐增加。
这样做的目的是为了提高燃烧室内气体的温度和密度,从而提高燃烧效率。
3. 燃烧阶段在燃烧阶段,燃料被喷入燃烧室,与高压空气混合并燃烧。
然后,燃烧释放的高温高压气体驱动涡轮旋转,同时通过引射式喷嘴喷出来产生喷气推力。
4. 排气阶段在排气阶段,高温高压气体驱动涡轮运动后,剩余的高温高压气体被喷出喷管,产生喷气推力。
在喷气过程中,喷气推力作用于飞机,推动其向前运动。
三、航空发动机的性能参数航空发动机的性能参数主要包括推力、燃油消耗率和高空性能指标。
1. 推力推力是航空发动机最重要的性能参数之一,它决定了飞机的加速度和速度。
推力大小与发动机工作时喷气速度和气流量有关,一般通过推力试验来测量。
第一章概论航空发动机可以分为活塞式发动机(小型发动机、直升飞机)和空气喷气发动机两大类型。
P3空气喷气发动机中又可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不带压气机的冲压喷气发动机(构造简单,推力大,适合高速飞行。
不能在静止状态及低速性能不好,适用于靶弹和巡航导弹)。
涡轮发动机包括:涡轮喷气发动机WP,涡轮螺旋桨发动机WJ,涡轮风扇发动机WS,涡轮轴发动机WZ,涡轮桨扇发动机JS。
在航空器上应用还有火箭发动机(燃料消耗率大,早期超声速实验飞机上用过,也曾在某些飞机上用作短时间的加速器)、脉冲喷气发动机(用于低速靶机和航模飞机)和航空电动机(适用于高空长航时的轻型飞机)。
P4燃气涡轮发动机是由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等主要部件组成。
由压气机、燃烧室和驱动压气机的涡轮这三个部件组成的燃气发生器,它不断输出具有一定可用能量的燃气。
涡桨发动机的螺桨、涡扇发动机的风扇和涡轴发动机的旋翼,它们的驱动力都来自燃气发生器。
按燃气发生器出口燃气可用能量的利用方式不同,对燃气涡轮发动机进行分类:将燃气发生器获得的机械能全部自己用就是涡轮喷气发动机;将燃气发生器获得的机械能85%~90%用来带动螺旋桨,就是涡桨发动机;将获得的机械能的90%以上转换为轴功率输出,就是涡轮轴发动机;将小于50%的机械能输出带动风扇,就是小涵道比涡扇发动机(涵道比1:1);将大于80%的机械能输出带动风扇,就是大涵道比涡轮风扇发动机(涵道比大于4:1)。
P5航空燃气涡轮发动机的主要性能参数:1.推力,我国用国际单位制N或dan,1daN=10N,美国和欧洲采用英制磅(Pd),1Pd=0.4536Kg,俄罗斯/苏联采用工程制用Kg,1Kg=9.8N;2.推重比(功重比),推重比是推力重量比的简称,即发动机在海平面静止条件下最大推力与发动机重力之比,是无量纲单位。
对活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机则用功重比(功率重量比的简称)表示,即发动机在海平面静止状态下的功率与发动机重力之比,KW/daN;3.耗油率,对于产生推力、的喷气发动机,表示1daN推力每小时所消耗的燃油量单位Kg/(daN·h),对于活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机来说,它表示1KW功率每小时所消耗的燃油量单位Kg/(kw·h);4.增压比,压气机出口总压与进口总压之比,飞速较高增压比较低,低耗油率增压比较高;5.涡轮前燃气温度,是第一级涡轮导向器进口截面处燃气的总温,也有发动机用涡轮转子进口截面处总温表示,发动机技术水平高低的重要标志之一;6.涵道比,是涡扇发动机外涵道和内涵道的空气质量流量之比,又称流量比。