民航发动机简介7性能PPT

附件系统的组成
燃油附件
包括燃油泵、燃油控制阀等， 用于控制燃油的供应和流量。
滑油附件
包括滑油泵、滑油滤清器等， 用于提供滑油润滑和冷却发动 机部件。
启动与点火附件
包括启动电机、点火装置等， 用于启动发动机和点火。
空气附件
包括空气泵、冷气瓶等，用于 提供压缩空气和控制发动机进
气。
附件系统的安装位置与连接方式
航空发动机的分类
总结词
根据不同的分类标准，航空发动机可以分为多种类型。
详细描述
根据用途不同，航空发动机可以分为活塞式发动机和喷气式发动机两大类。其中，喷气式发动机又可以分为涡轮 喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和桨扇发动机等类型。此外，根据推进剂的不同，航空发动机 又可以分为火箭发动机和吸气式发动机等类型。
滑油压力调节器
调节滑油压力，确保滑油在正确的压 力下供给发动机。
空气系统附件
进气过滤器
过滤进入发动机的空气中的杂质，保证空气 清洁度。
涡轮增压器
利用发动机排气的能量对进气进行压缩，提 高发动机的进气压力和进气量。
压气机
将空气压缩后供给发动机，提高空气密度。
冷却空气系统
利用冷却空气降低发动机部件的温度，保证 发动机正常运转。
航空发动机的定义
总结词
航空发动机是用于驱动飞行器的动力装置，它能够将热能、化学能转化为机械能，为飞行器提供推力 。
详细描述
航空发动机是一种高度复杂、精密的热力机械，其工作原理是将空气吸入发动机后，经过压缩、燃烧 、膨胀等过程，产生高温、高压的燃气，再通过喷嘴将燃气以高速排出，产生推力，使飞行器前进。
PART 06
未来航空发动机结构附件 系统的发展趋势

❖ 在两次世界大战的推动下，发动机的性能提高很快，单机功率从不到10 kW增 加到2500 kW左右，功率重量比从0.11 kW/daN 提高到1.5 kW/daN左右，升功 率从每升排量几千瓦增加到四五十千瓦，耗油率从约0.50 kg/(kW·h)降低到 0.23~0.27 kg/(kW·h)。翻修寿命从几十小时延长到2000~3000h。到第二次世 界大战结束时，活塞式发动机已经发展得相当成熟，以它为动力的螺旋桨飞机的 飞行速度从16km/h提高到近800 km/h，飞行高度达到15000 m。
❖ 涡轮喷气发动机的发明开创了喷气时代，活塞式发动机逐步退出主要航空领域， 但功率小于370 kW的水平对缸活塞式发动机仍广泛应用在轻型低速飞机和直升机 上，如行政机、农林机、勘探机、体育运动机、私人飞机和各种无人机。
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活塞式航空发动机举例
R-2800——普·惠公司生 产的双排"双黄蜂"，属 于气冷星型发动机。这 种发动机在航空史上占 有特殊的地位。
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我国航空发动机发展现状
歼-5，沈飞制造，装备国产涡喷5发动机
涡喷5发动机是我国根据前苏 联BK-1φ发动机的技术资料仿 制的第一种涡喷发动机，由沈 阳航空发动机厂研制。涡喷5 是一种离心式､单转子､带加力 式航空发动机，单台最大推力 为25．5千牛，加力推力为 32．5千牛，重量为980千克， 主要用于国产歼-5战斗机。
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涡轮风扇发动机工作原理
苏-27，绰号"侧卫"
F22 “猛禽”战斗机
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涡轮风扇发动机工作原理
波音747-100宽体 客机，装备普惠 公司JT9D-3涡扇 发动机，涵道比 为5.2。

润滑系统故障
润滑油压力低、油温过高或过低、漏油等。
冷却系统问题
冷却水流量不足、水温过高、散热器堵塞等 。
故障诊断方法
振动分析
通过测量和分析发动机的振动 信号，判断是否存在异常。
性能参数监测
定期检查发动机的性能参数， 如功率、油耗、排气温度等， 以便及时发现异常。
油液分析
通过对润滑油和冷却水的成分 和状态进行检测，判断是否存 在故障。
指航空发动机将吸入的空气进行压缩的过 程。
压缩方式
航空发动机的压缩方式主要有两种，即等 熵压缩和等压压缩。不同的压缩方式会对
发动机的性能和效率产生影响。
压缩比
压缩比是指航空发动机压缩后的空气压力 与压缩前的空气压力的比值。压缩比的大 小会影响发动机的性能和效率。
压缩热
在空气被压缩的过程中，会产生大量的热 量，这些热量需要得到及时的散发和冷却 ，否则会影响发动机的性能和寿命。
随着环保意识的日益增强，航空发动机 的绿色环保发展趋势愈发重要。
VS
详细描述
为了降低航空发动机对环境的影响，未来 的发展将更加注重节能减排、降低噪音和 减少废弃物等方面。新型燃烧室设计、排 放控制技术和先进冷却技术等将有助于实 现这一目标。同时，生物燃料和电力驱动 等替代能源的研究和应用也将为航空发动 机的绿色发展提供更多可能性。
预防性维护
根据实际情况制定合理的维护计划，确保发 动机始终处于良好状态。
05
CATALOGUE
航空发动机的发展趋势与未来展望
高性能与高效率的发展趋势
总结词
随着科技的不断进步，航空发动机的高性能与高效率发展趋 势日益明显。
详细描述
为了满足现代航空工业对飞行器性能的更高要求，航空发动 机在设计和制造过程中不断追求更高的推力、更轻的重量、 更低的油耗和更高的可靠性。

应用领域
是目前大型客机和货机的主要动 力装置，也用于一些军用飞机。
其他类型发动机
01
02
03
04
涡桨发动机
通过螺旋桨产生拉力，适用于 低速飞行，常见于一些支线客
机和通用航空飞机。
涡轴发动机
主要用于直升机，通过传动轴 将动力传递给旋翼产生升力。
火箭发动机
利用反作用力原理，将燃料和 氧化剂混合燃烧产生推力，用
更高的推力和燃油效率
期待新一代航空发动机能够提供更大 的推力和更高的燃油效率，以满足未 来航空运输的需求。
更低的排放和噪音
期待航空发动机在环保方面取得更大 突破，实现更低的排放和噪音水平， 减少对环境的影响。
更高的可靠性和安全性
期待航空发动机在设计和制造过程中 更加注重可靠性和安全性，确保飞行 安全。
减轻了发动机重量并提高了耐腐蚀性。
先进制造工艺
03
激光加工、3D打印等先进制造工艺的应用，提高了发动机制造
精度和效率。
控制系统及智能化技术应用
全权限数字电子控制
实现了对发动机各个部件的精确控制，提高了发动机性能和可靠 性。
智能化故障诊断与预测
利用传感器和大数据分析技术，实现了对发动机状态的实时监测和 故障诊断预测，提高了发动机维护性和安全性。
自适应控制
根据飞行条件和任务需求，自动调整发动机工作状态和参数设置， 实现了发动机性能的最优化。
05 航空发动机产业现状与趋 势
全球产业布局及竞争格局
全球航空发动机产业布局
全球航空发动机产业主要集中在美国、英国、法国等少数几个国家，其中美国的 通用电气、普拉特·惠特尼，英国的罗尔斯·罗伊斯等是全球领先的航空发动机制 造商。

航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
2020/2/19
1
3.1 发动机的分类及特点
冲压 喷气发 燃动气机
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
活塞式
涡轮发
涡轮桨扇发动机
发动机
航发空动航机天 动机
涡轮轴发动机 垂直起落发动机
火箭
航空航天
冲压发 动机
组合
涡轮
发动机
火箭 发动机
化学 液体火箭发动机 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
功率重量比——
发动机提供的功率和发动机重量之比（kW/kg）
燃料消耗率(耗油率)——
衡量发动机经济性的指标，产生1kW功率在每小时 所消耗的燃料的质量（kg/kW h)
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活塞式航空发动8 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.3 空气喷气发动机
气 球
平衡状态 反作用力 作用力
自动旋转喷灌器 喷嘴喷出高压水流的反作用力
燃烧剂 ——
液氢H2 航空煤油 肼及其衍生物N2H4 (CH3)2N2H2 混胺
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航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
火箭发5动0 机
3、液体火箭发动机的优缺点
优点 —— 比冲高，推力范围大，能反复起动 推力大小较易控制，工作时间长 固体推进剂性能稳定，可长期贮存
缺点 —— 推进剂不宜长期贮存，作战使用性能差
星形发动机
直立式发动机
V形发动机
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活塞式航空发动6 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
活塞8发动机 双排14缸星形气冷发动机
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4、涡轮轴发动机
➢ 涡轮轴发动机用于直升机，与涡桨发动机相类似， 将燃气发生器产生的可用功几乎全部从动力涡轮 轴上输出，带动直升机的旋翼和尾桨。
➢ 涡轮轴发动机简图
发动机在飞机上的位置
机身内后部
发动机在飞机上的位置
机翼根部
发动机在飞机上的位置
机翼下（多用于旅客机）
发动机在飞机上的位置
机身后部平尾根部
冲压空气喷气发动机
脉动式空气喷气发动机
（2）燃气涡轮喷气发动机
发动机工作时，空气的压缩除了利用冲压 的作用外，主要依靠专门的压气机来完成。
燃气涡轮喷气发动机的分类
用于飞机的航空燃气轮机： 涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
用于直升飞机的航空燃气轮机： 涡轮轴发动机
1、涡轮喷气发动机
一、航空活塞式发动机
按混合气着火的方法区分 点燃式发动机
电嘴产生电火花点燃混合气 压燃式发动机
不装电嘴
一、航空活塞式发动机
按冷却发动机的方法区分 气冷式发动机
直接利用飞行中的迎面气流来冷却气缸 液冷式发动机
利用循环流动的冷却液来冷却气缸
一、航空活塞式发动机
按气缸排列的方式区分 直列型发动机
二、喷气发动机
火箭发动机
固体火箭发动机
液体火箭发动机
无压气机式空 气喷气发动机
冲压式喷气发动机 脉动式喷气发动机
空气喷气发动机
涡轮喷气发动机
有压气机式空气喷 气发动机
涡轮风扇发动机 涡轮螺旋桨发动机
涡轮轴发动机
1、火箭发动机
火箭发动机自身带有氧化剂，燃料燃烧时 不需要外界输入空气来助燃，可以在真空 中飞行，飞行高度不受限制。
根据采用的燃料不同，分为固体燃料火箭 发动机和液体燃料火箭发动机两种。

成都航院航空机电设备维修专业
主要参数
发动机最大状态推力 增压比 推重比 涡轮前燃气温度
2 700 daN 4.36 3.06 900℃
成都航院航空机电设备维修专业
涡喷6（WP6）发动机 WP6发动机为歼六飞机的动力装置，WP6甲发 动机为强五飞机的动力装置
成都航院航空机电设备维修专业
主要结构 9级单转子轴流式压气机、十个火焰筒的环管燃烧 室，两级反应式涡轮、加力燃烧室和收敛形可调 喷管。
成都航院航空机电设备维修专业
②燃气涡轮发动机。 应用最广。包括涡轮喷气发动机、 涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机， 都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮。涡轮螺旋桨发动 机主要用于时速小于 800千米的飞机；涡轮轴发动机 主要用作直升机的动力；涡轮风扇发动机主要用于速 度更高的飞机；涡轮喷气发动机主要用于超声速飞机。
成都航院航空机电设备维修专业
主要参数
发动机最大状态 增压比 推重比 涡轮前燃气温度
4 310daN 8.85 5.5 1 015℃
成都航院航空机电设备维修专业
涡喷13（WP13）发动机系列
WP13发动机系列有： WP13、WP13АⅡ、 WP13F、WP13FⅠ等 应用于歼七C、歼七E 、 歼八B等
发动机加燃油的重量占飞机起飞总重的 40%～60%，其寿命期费用占整个飞机的 20%～40%。
推进技术的发展，使飞机的性能和任务能 力取得重大突破。
成都航院航空机电设备维修专业
航空发动机的价格和航空发动机工业产值 分别占飞机和航空工业的20%～30%。 据估计1998—2007年航空发动机销售和维 修市场总值为3500亿美元。
成都航院航空机电设备维修专业
●发动机滑油系统功能、组成、性能指标、安全维护， 及全流量和恒压的滑油供油系统 发动机燃油控制系统功能、组成、控制原理、安全维 护； ●液压机械式燃油控制； ●全权限数字式发动机控制(FADEC)； ●发动机空气系统与发动机主要部件冷却及推力平衡 的控制过程； ●发动机压气机稳定性控制和涡轮间隙控制原理与过 程； ●发动机启动和点火系统组成与工作过程及常见故障 分析方法和安全维护要求；

更换磨损部件包括更换气缸、 轴承、密封圈等，这些部件的 更换周期取决于其磨损程度和 使用情况。
在更换部件时，应选择与原厂 相同规格和质量的部件，以确 保发动机的性能和安全性。
使用合适的润滑油
润滑油在发动机中起到润滑、冷却、 清洁和防锈的作用，使用合适的润滑 油对发动机的正常运转至关重要。
在加油过程中，应确保油液的清洁度， 防止杂质和水分进入发动机内部，从 而影响润滑效果和发动机的性能。
涡轮
总结词：能量转换
详细描述：涡轮是发动机中用于将燃烧产生的能量转换为机械能的部分，高温高压的燃气驱动涡轮旋转，涡轮 再通过传动轴将动力传递给压气机和螺旋桨，推动飞机前进。
04
火箭发动机的工作原理
推进剂燃烧
推进剂燃烧
火箭发动机通过燃烧推进剂产生大量热能， 将热能转化为动能，推动火箭升空。
推进剂类型
01
定期检查是确保飞机发动机正常 运转的重要措施。检查包括对发 动机各部件的外观检查、性能测 试以及油液分析等。
02
03
性能测试包括对发动机的功率、 燃油消耗率、排放等参数进行检 测，以评估发动机的性能状态。
04
更换磨损部件
随着发动机的使用，各部件会 逐渐磨损，如不及时更换，将 会影响发动机的性能和安全性。
固体火箭推进剂和液体火箭推进剂是两种常 见的推进剂类型，它们在燃烧效率和安全性 方面有所不同。
燃烧室压力
燃烧室压力是火箭发动机的重要参数，它影 响着发动机的推力和燃烧效率。
喷管工作原理
01
02
03
喷管形状
火箭发动机的喷管通常采 用收敛、扩张或轴对称形 状，以实现最佳的燃气膨 胀和推力输出。
喷管材料
喷管材料需要承受高温、 高压和腐蚀介质等恶劣环 境，常用的材料包括金属、 复合材料等。

压缩过程
空气经过多级压缩，最终达到较高的压力水平，为燃 烧做准备。
压缩比
压气机出口的空气压力与进口空气压力的比值，影响 发动机性能。
航空发动机的涡轮原理
涡轮工作
涡轮叶片在燃气作用下旋转，将燃气中的能量转 化为机械能。
动力输出
涡轮输出的机械能通过传动轴传递给压气机和其 他部件，驱动发动机运转。
涡轮效率
推力
推力是航空发动机产生的主要动力，用于克服飞机前进时所 受的阻力。推力的大小取决于发动机的转速和进气压力。
功率
功率表示发动机在单位时间内所做的功，是衡量发动机性能 的重要参数。功率与转速和扭矩有关，通常用千瓦（kW）或 马力（hp）表示。
燃油消耗率
燃油消耗率
燃油消耗率是指发动机每产生一定推 力或功率所消耗的燃油量。低燃油消 耗率意味着发动机效率高，经济性好 。
为了平衡性能和可靠性，涡轮进口温度需要进行严格控制。现代发动机采用先进的冷却技术、耐高温 材料和热管理系统来控制涡轮进口温度。
发动机排气温度
发动机排气温度
发动机排气温度是指航空发动机中燃烧 后废气的出口温度。排气温度是衡量发 动机性能和运行状态的重要参数之一。
VS
排气温度的控制
排气温度过高可能导致发动机部件的热损 伤，而排气温度过低则可能影响发动机性 能。因此，需要对发动机排气温度进行监 测和控制，以确保其在正常范围内。
航空发动机工作原理课件
目 录
• 航空发动机概述 • 航空发动机工作原理 • 航空发动机的主要部件 • 航空发动机的性能参数 • 航空发动机的维护与保养 • 未来航空发动机的发展趋势
01
航空发动机概述
航空发动机的定义与分类
总结词
航空发动机是用于产生飞行器所需动力的装置，根据工作原理和结构特点，可分 为活塞式发动机、燃气涡轮发动机和冲压发动机等。

R1504 1982年 1993年
11年
欧1 1992年 2000年
8年
欧2 1996年
2004 8年
欧3 2000年 2007年
7年
欧4 2005年 2010年
5年
无害成分 CO2 ，H2O（蒸汽），O2（过剩），N2 有害成分 CO ，HC，NOx ，SO2，醛类，微粒{油雾,固体微粒(铅及铅化物,炭烟)}
强化指标
技术参量 定义 意义
升功率
PL [KW/L]
每升工作容积发出的有 效功率
衡量发动机容积的利用 程度
比质量
me [Kg/KW]
发动机的干质量 与标定功率之比
表征质量利用程 度和机构紧凑性
强化系数 pm eCm
[Mpa.m/s]
技术进步的一个 标志
公式
PL
Pe Vsi

pmen
30
me
pme

30 Pe
nVsi
有效扭矩 Ttq [N.m]
由功率输出 轴 输出的扭矩
Ttq

9550Pe n
发动机转速 n [rpm]
活塞平均速度
Cm
[m/s]
表征发动机强化 程度
Cm

Sn 30
汽油机 柴油机 小 载汽 增 客 货车 压
0. 6 0.9 0.7～1.3 ～ ～
1.0 2.2
n ×103[rpm] 5 3.6 2 1.5 ～～～～ 8 4.5 5 4 12 10 9 8 ～～～～ 18 15 15 12
平均机损压力 pmm [Mpa]
公式
Pm
Pi Pe

pmmVsin
30
pmm pmi pme