航空发动机的工作原理 来源:工程案例    发布时间:2024-04-24 02:26:10   阅读:1

  1.21.2221.2.11.2.1发动机是将燃油燃烧释放出的热能转变为发动机是将燃油燃烧释放出的热能转变为机械能的装置机械能的装置动力装置包含:发动机,所必需的工作系动力装置包含:发动机,所必需的工作系统,如燃油系统,滑油系统,起动点火系统,如燃油系统,滑油系统,起动点火系统。还应有防冰系统,反推系统,指示系统。还应有防冰系统,反推系统,指示系统和外壳体等。统和外壳体等。331.2.11.2.1火箭发动机火箭发动机自身携带燃料和氧化剂的喷气发动机称自身携带燃料和氧化剂的喷气发动机称为火箭发动机为火箭发动机液体燃料火箭发动机液体燃料火箭发动机固体燃料火箭发动机固体燃料火箭发动机图2-1火箭发动机551.2.11.2.1空气喷气发动机空气喷气发动机冲压式喷气发动机冲压式喷气发动机:靠冲压压缩空气靠冲压压缩空气燃气涡轮喷气发动机燃气涡轮喷气发动机:靠压气机压缩空气靠压气机压缩空气涡涡轮轮喷喷气发动机:单转子和双转子气发动机:单转子和双转子涡涡轮螺旋轮螺旋桨桨发动机发动机涡涡轮轮轴轴发动机发动机涡涡轮风轮风扇扇发动机发动机::长外涵又可分为:又可分为:单转子、双转子、三转子单转子、双转子、三转子图2-2冲压式喷气发动机图2-2冲压式喷气发动机图2-3涡轮喷气发动机2-4涡轮螺旋桨发动机图2-5涡轮风扇发动机10101.2.11.2.1燃气发生器燃气发生器压气机压气机,燃烧室燃烧室,涡轮涡轮产生高温度高压力燃气产生高温度高压力燃气又称为发动机的核心机又称为发动机的核心机核心机核心机它完成了发动机将热能转变为机械能的工作;它完成了发动机将热能转变为机械能的工作;对燃气发生器所获得的机械能进行不同的分配,就对燃气发生器所获得的机械能进行不同的分配,就形成不同型式的发动机;形成不同型式的发动机;涡桨发动机的螺旋桨,涡扇发动机的风扇,涡轴发涡桨发动机的螺旋桨,涡扇发动机的风扇,涡轴发动机的悬翼的躯动力都来自燃气发生器。动机的悬翼的躯动力都来自燃气发生器。11111.2.11.2.1燃气涡轮喷气发动机燃气涡轮喷气发动机燃气发生器后的燃气可用能全部用来在喷管内燃气发生器后的燃气可用能全部用来在喷管内继续膨胀继续膨胀,加速燃气加速燃气,提高燃气的速度提高燃气的速度,使燃气使燃气以较高的速度喷出以较高的速度喷出,产生推力。产生推力。12121.2.11.2.1航空燃气涡轮喷气发动机既是热机又是推进器航空燃气涡轮喷气发动机既是热机又是推进器与航空活塞发动机相比与航空活塞发动机相比结构相对比较简单结构相对比较简单,,重量轻重量轻,推力大推力大,推进效率高推进效率高在很大的飞行速度范围内在很大的飞行速度范围内,发动机的推力随飞行速发动机的推力随飞行速度的增加而增加度的增加而增加13131.2.11.2.1加力式燃气涡轮喷气发动机加力式燃气涡轮喷气发动机在涡轮和喷管之间在涡轮和喷管之间具有加力燃烧室具有加力燃烧室,用来用来提高喷管提高喷管前的燃气温度前的燃气温度,增大排气速度增大排气速度,从而加大发动机的推从而加大发动机的推14141.2.11.2.1涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成,,在它们之间还在它们之间还安排了一个安排了一个减速器减速器涡轮螺旋桨发动机的工作原理涡轮螺旋桨发动机的工作原理螺旋桨产生拉力螺旋桨产生拉力气体流过发动机时产生反作用推力气体流过发动机时产生反作用推力在较低的飞行速度下在较低的飞行速度下,,具有较高的推进效率具有较高的推进效率,以它在低亚音速飞行时的经济性较好以它在低亚音速飞行时的经济性较好15151.2.11.2.1涡轮轴发动机涡轮轴发动机燃气发生器后的燃气可用能全部用于驱动动力燃气发生器后的燃气可用能全部用于驱动动力涡轮而不在喷管内膨胀产生推力涡轮而不在喷管内膨胀产生推力动力涡轮轴上输出的功率可拿来带动直升机动力涡轮轴上输出的功率可拿来带动直升机16161.2.11.2.1涡轮风扇发动机涡轮风扇发动机由进气道由进气道,,风扇风扇,,低压压气机低压压气机,,高压压气机高压压气机,,燃烧室燃烧室,高压涡轮高压涡轮,,低压涡轮和喷管组成低压涡轮和喷管组成1.2.21.2.2燃气涡轮发动机的工作原理燃气涡轮发动机的工作原理18181.2.21.2.2组成组成:进气道,压气机,燃烧室,涡轮,喷管。:进气道,压气机,燃烧室,涡轮,喷管。进气道进气道::将足够的空气量将足够的空气量,以最小的流动损失顺利地引以最小的流动损失顺利地引入压气机。入压气机。压气机:压气机:通过非常快速地旋转的叶片对空气作功通过非常快速地旋转的叶片对空气作功,压缩空气压缩空气,提高空气的压力。提高空气的压力。燃烧室燃烧室::高压空气和燃油混合高压空气和燃油混合,燃烧燃烧,将化学能转变为将化学能转变为热能热能,形成高温度高压力的燃气。形成高温度高压力的燃气。涡轮涡轮::高温度高压力的燃气在涡轮内膨胀高温度高压力的燃气在涡轮内膨胀,向外输出功向外输出功,去去带动压气机。带动压气机。喷管喷管::使燃气继续膨胀使燃气继续膨胀,加速加速,提高燃气的速度。提高燃气的速度。图2-8单转子涡轮喷气发动机20201.2.21.2.2单转子涡喷发动机的站位单转子涡喷发动机的站位0站位0站位:发动机的远前方发动机的远前方,那里的气流参数为那里的气流参数为1站位1站位:进气道的出口进气道的出口,压气机的进口压气机的进口,气流参数为气流参数为站位站位:压气机的出口压气机的出口,燃烧室的进口燃烧室的进口,气流参数为气流参数为3站位3站位:燃烧室的出口燃烧室的出口,涡轮的进口涡轮的进口,气流参数为气流参数为4站位4站位:涡轮的出口涡轮的出口,喷管的进口喷管的进口,气流参数为气流参数为5站位5站位:喷管的出口喷管的出口,气流参数为气流参数为21211.2.21.2.2双转子发动机的站位双转子发动机的站位特别强调其中的特别强调其中的22站站位和位和77站站位位,2站位处的总压站位处的总压,77站位处的总压站位处的总压,,美国和英国发动机制造公司常美国和英国发动机制造公司常用符号和来表示用符号和来表示图2-9双转子发动机的站位23231.2.21.2.2工作原理工作原理发动机中发动机中压力最高压力最高的位置是在燃烧室进口的位置是在燃烧室进口发动机中发动机中总压最高总压最高的位置是在压气机的出口的位置是在压气机的出口温度最高的位置是在涡轮的进口温度最高的位置是在涡轮的进口发动机发动机出口的压力出口的压力可以等于可以等于或或大于外界的大气大于外界的大气24241.2.21.2.23.几个重要的参数几个重要的参数发动机的压力比发动机的压力比低压涡轮后的总压与低压压气机进口处的总压低压涡轮后的总压与低压压气机进口处的总压 之比 之比, 简称为发动机压比简称为发动机压比, 用符号用符号EPR EPR 表示 表示 美国公司一般将它写成:美国公司一般将它写成: 它是表征发动机推力的参数之一它是表征发动机推力的参数之一 是因为 这是因为EPR EPR 高,说明燃气的总压高,燃气的作功能力大, 高,说明燃气的总压高,燃气的作功能力大, 发动机的推力就大。 发动机的推力就大。 EPREPR也可用 也可用风扇出口总压与风扇进口总压表示 风扇出口总压与风扇进口总压表示 2525 1.2.2 1.2.2 风扇转速风扇转速::NN 11 也表征发动机推力 也表征发动机推力 26 26 1.2.2 1.2.2 涡轮前燃气总温涡轮前燃气总温 最重要最重要, 最关健的一个参数最关健的一个参数, 也是受限制的一个参数也是受限制的一个参数 气总温的高低表示了发动机性能的高低气总温的高低表示了发动机性能的高低 在使用的过程中它不应超过允许的最高值在使用的过程中它不应超过允许的最高值 2727 1.2.2 1.2.2 发动机排气温度发动机排气温度 用符号用符号EGT EGT表示 表示 一般它是一般它是低压涡轮后 低压涡轮后燃气的 燃气的总温 总温,,是重要的 是重要的监控参数 监控参数 EGTEGT 的高低反映了发动机涡轮前总温 的高低反映了发动机涡轮前总温 的高低 的高低 EGTEGT的变化反映发动机性能的变化 的变化反映发动机性能的变化 EGTEGT的变化反应发动机的故障 的变化反应发动机的故障:: 脏的压气机叶片会使脏的压气机叶片会使EGT EGT升高 升高 按正常按正常EPR EPR起飞 起飞EGT EGT高最可能的故障是 高最可能的故障是放气活门漏 放气活门漏 气气。。 热电偶:一般是镍铬-镍铝热电偶:一般是镍铬-镍铝 2828 1.2.3 1.2.3 燃气涡轮喷气发动机的理想化条件燃气涡轮喷气发动机的理想化条件





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