第十一讲 航空发动机总体结构2
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航空发动机原理与构造航空发动机作为现代飞机的核心动力装置,扮演着至关重要的角色。
本文将介绍航空发动机的原理与构造,从热力循环到关键部件,为读者全面解读航空发动机的工作原理和组成结构。
一、航空发动机的热力循环航空发动机的热力循环是指在发动机内部由空气和燃料组成的混合气体经过一系列热力学过程的循环。
常见的热力循环包括Otto循环、Diesel循环和Brayton循环。
航空发动机一般采用的是Brayton循环,也称为常压循环。
Brayton循环的基本原理是:空气经过压缩过程提高压力,然后加燃料燃烧产生高温高压气体,进一步通过膨胀过程输出功,最后经过排气过程将废气排出。
整个循环过程中,航空发动机通过压缩、燃烧和膨胀等过程将燃料的化学能转化为动力能,推动飞机前进。
二、航空发动机的构造航空发动机由许多关键部件组成,每个部件都承担着特定的功能,共同构成了一个高效、可靠的动力系统。
下面将重点介绍几个常见的航空发动机部件。
1. 压气机(Compressor)压气机是航空发动机中的核心部件之一,其主要功能是将来自进气口的气流压缩,提高气压和密度。
航空发动机一般采用多级压气机,每级都由叶轮和定子组成,并通过不断旋转的叶轮将空气压缩,使其具备足够的压力进入燃烧室。
2. 燃烧室(Combustor)燃烧室是航空发动机中完成燃烧过程的部件。
它是一个密封的空间,将压缩机提供的高压空气与燃料充分混合并点燃,产生高温高压的燃烧气体。
燃烧室内的燃烧需要考虑燃料和空气的适当比例,以及高效的燃烧稳定性。
3. 涡轮(Turbine)涡轮是将燃烧室中产生的高温高压气体释放能量的关键部件。
航空发动机中常见的涡轮有高压涡轮和低压涡轮。
高压涡轮由高压工作介质驱动,通过轴向和径向叶片将气体能量转化为轴功。
低压涡轮则从废气中提取能量,驱动压气机。
4. 推力增加装置(Thrust Reverser)推力增加装置用于改变航空发动机排出气流的方向,将气流向后推进,产生反向推力。
第10章航空活塞动力装置(Aero Piston engine)本章主要介绍:¾航空发动机概述¾航空活塞式发动机的分类,基本组成和工作¾航空活塞式发动机的主要性能¾指标和常见性能状态¾航空活塞动力装置的附件系统航空活塞动力装置航空燃气涡轮动力装置航空活塞动力装置—功率小—经济性好—主要用于:低空低速的通用机航空燃气涡轮动力装置⎯重量轻、推力(功率)大⎯sfc高⎯燃烧稳定性差⎯使用成本高一般衡量发动机品质的主要指标有:—性能参数—可靠性—维修性—总寿命1、性能参数推重比:发动机的推力与自身重量的比值重功比:发动机的重量与发动机产生的功率的比值燃油消耗率:发动机在单位时间产生单位推力(功率)的燃油量。
意义:表示发动机经济性的好坏,直接影响飞机的有效载重,航程和续航时间1、性能参数发动机的加速性:—发动机转速上升的快慢程度—影响飞机的起飞越障能力和复飞性能—活塞发动机的加速性好于喷气发动机发动机高空性:—指发动机性能随飞行高度增加的下降程度—高空性主要限制飞机的实用升限—喷气发动机的高空性好于活塞发动机2、发动机的可靠性衡量发动机可靠性的指标—空中停车率发动机在每飞行1000小时因发动机本身故障引起的空中停车次数—提前换发率3、发动机的维修性提高发动机的维修性:—可以确保飞行安全和飞行任务的完成—可以节省大量的人力、物力、财力10.1.2对航空发动机的要求4、发动机的寿命早期:翻修寿命和总寿命现在:部件寿命、视情维护10.1.3航空发动机的发展概况1903二次世界大战现在本节小结基本概念:性能参数、可靠性、维修性、总寿命主要问题:z性能参数的定义及其对飞行的影响。
高清民航客机发动机剖面构造图,看着很容易造嘛万乘之尊 2017-12-25 11:28:25空中客车和波音公司生产的主流客机,无非就是采用两个发动机或者四个发动机的配备,发动机的制造商主要是通用电气、罗尔斯·罗伊斯、劳斯莱斯、普拉特·惠特尼和CFM等这几家,这些生产商也是国际知名的发动机生产商,涉及飞机、汽车和很多军事设备的发动机制造。
在民航客机的范畴内,主要使用的就是涡轮发动机,其中的涡轮风扇式发动机的使用率几乎占到了全部。
由于涡扇发动机最适合飞行速度400至1000公里每小时时使用,因此现在多数的飞机引擎都采用涡扇作为动力来源。
涡扇发动机优点是推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低并且飞机航程远。
波音和空中客车两家厂商制造的客机的发动机基本上都悬挂在主机翼的下方,只是分为两个发动机、四个发动机空客A380使用的是罗尔斯罗伊斯Trent 900系列发动机。
每架飞机配备四台发动机,遄达900是可以用波音747F等标准货机进行整体运输的唯一一款A380发动机。
它引入了先进的预测性维修系统--QUICK,用以减少维修中断,进一步优化在翼时间。
作为A380的首选发动机,遄达900也得益于遄达系列的诸多特性,如风扇机匣箱式附件和更长的在翼时间等。
风扇直径:116英寸长度:179英寸重量:14,190磅多级风扇:8IPC,6HPC, 1 HPT, 1 IPT,5LPT罗尔斯罗伊斯Trent系列发动机的造价相当于五百辆私家车,,Tren发动机里面的涡轮扇叶在飞机起飞时,每个叶片要承受100吨的负载,相当于每个叶片上面挂着一辆货运火车。
,发动机中的最高温度是太阳表面温度的一半。
发动机中压气机后面的压力是39个大气压。
39大气压相当于海底400米左右的压力。
,当飞行时每台发动机的进气量相当于16万人在同时呼吸。
可以在一秒内将一间几百平米的房子抽成真空。
排气的温度可以到达500-600度之高。
航空发动机的构形是指其内部结构和外部组件的组合方式。
它涉及到多个关键部件,如压气机、燃烧室、涡轮、风扇等,以及它们的连接方式、位置和尺寸。
下面是对航空发动机构形的简要描述:
1. 核心部分:航空发动机的核心部分包括压气机(负责将空气压缩)、燃烧室(将燃料与空气混合并点燃)和涡轮(利用废气能量推动涡轮旋转,从而驱动发动机的其他部分)。
2. 外部组件:除了核心部分外,航空发动机还包括风扇(用于吸入空气)、排气装置(用于排出废气)和其他附件,如反推力装置(用于控制发动机的推力方向)。
3. 连接方式:航空发动机的各个部件通过各种连接方式组合在一起,如螺栓、铆钉、焊接等。
这些连接方式需要确保各部件之间的紧密配合,以保证发动机的正常运转。
4. 位置和尺寸:航空发动机的各个部件在发动机中的位置和尺寸也会影响其性能。
例如,压气机和涡轮的位置和尺寸会影响空气流动和能量的转换效率,而风扇的尺寸则会影响发动机的推力。
总的来说,航空发动机的构形是一个复杂而精密的系统,它需要各个部件之间的紧密配合,以确保发动机的高效运转。
同时,随着航空技术的不断发展,航空发动机的构形也在不断演变,以适应更高的推力和更小的重量需求。
以上是对航空发动机构形的基本描述,具体的构形可能会因不同的发动机类型和设计而有所不同。
此外,航空发动机的构形还会受到许多其他因素的影响,如材料选择、制造工艺、维护要求等。
因此,对航空发动机构形的深入了解需要参考更多的专业资料和文献。
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。