基础执照AV-燃气涡轮发动机（课件）

航空

基础执照AV-燃气涡轮发动机（课件）

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航空

第5篇
航空发动机
第5.1章 概述
5.1.1  发动机的分类.
发动机是将燃油燃烧释放出的热能转变为机械 能的装置。

动力装置包括：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。

还应有防冰系统，反推系统，指示系统和外壳 体等。

5.1.1  发动机的分类.
火箭发动机

.
自身携带燃料和氧化剂的喷气发动机称为火箭发动 机.
液体燃料火箭发动机

固体燃料火箭发动机

 

5.1.1  发动机的分类

空气喷气发动机.
冲压式喷气发动机: 靠冲压压缩空气。

燃气涡轮喷气发动机: 靠压气机压缩空气。

 

冲压式喷气发动机: 靠冲压压缩空气。

 

燃气涡轮喷气发动机: 靠压气机压缩空气。.
涡轮喷气发动机：单转子和双转子；

涡轮螺旋桨发动机；

涡轮轴发动机；

涡轮风扇发动机：长外涵, 短外涵, 低涵道比,高涵道 比。

涡轮喷气发动机：单转子和双转子；

涡喷发动机的工作原理.
进气道将所需的外界空气以最小的流动损失顺 利地引入压气机，压气机通过高速旋转的叶片 对空气作功压缩空气，提高空气的压力，高压 空气在燃烧室内和燃油混合、燃烧高温高压的 燃气，高温高压的燃气首先在涡轮内膨胀，输 出功，带动压气机，然后在喷管内继续膨胀， 加速，提高燃气的速度，使燃气以较高的速度 排出，产生推力。

燃气涡轮喷气发动机.
燃气发生器.
压气机, 燃烧室, 涡轮。

产生高温高压燃气。

又称为发动机的核心机。

 

燃气发生器后的燃气可用能全部用来在喷管内 继续膨胀, 加速燃气, 提高燃气的速度, 使燃气 以较高的速度喷出, 产生推力。

 

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.
结构简单,重量轻, 推力大, 推进效率高

在很大的飞行速度范围内, 发动机的推力随飞行速度 的增加而增加。

 

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,在它们之间还安排了一个减速 器。

减速器.
使螺旋桨在较低的转速下工作，螺旋桨具有较高的效率；同时 使发动机在较高的转速下工作，则压气机和涡轮具有较高的效 率，从而使整台发动机具有较高的效率。

 

涡轮螺旋桨发动机的工作原理.
螺旋桨产生拉力，

气体流过发动机时产生反作用推力，

涡桨发动机的推力等于螺旋桨产生拉力与反作用推力之和。

螺旋桨产生的拉力占总推力的85~90%。

 

特点：在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率, 所以它在低亚 音速飞行时的经济性较好。

涡轮风扇发动机：长外涵, 短外涵, 低涵道比,高涵道比。

涡轮风扇发动机.
什么是涡扇发动机?.
涡扇发动机是双路燃气涡轮发动机，通常为双转子 或三转子。由进气道、风扇、低压压气机、高压压 气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和喷管组成。

与纯涡喷发动机相比：涡扇发动机具有更大的进气 量和较低的排气速度，所以它的推力大，推近效率 高。

涵道比：

工作原理：.
内涵：涡扇发动机内路的工作情形与涡喷发动机相同。即流入内 涵的空气通过高速旋转的风扇、低压压气机和高压压气机对空气 作功, 压缩空气, 提高空气的压力。高压空气在燃烧室内和燃油 混合, 燃烧, 将化学能转变为热能, 形成高温高压的燃气。高温 高压的燃气首先在高压涡轮内膨胀, 推动高压涡轮旋转, 去带动 高压压气机,然后在低压涡轮内膨胀,推动低压涡轮旋转, 去带动 低压压气机和风扇, 最后燃气通过喷管排入大气产生反作用推 力。

外涵：流过外涵的空气通过高速旋转的风扇叶片对空气作功, 压缩 空气, 提高空气的压力和温度, 接着空气在通道内膨胀加速, 排入大 气, 也产生反作用推力。

 

与涡喷发动机相比.
推进效率高

推力大

噪音低等特点

在一定的飞行马赫数范围内燃油消耗率低

结构复杂，尺寸大，速度特性不好。

 

目前民用航空干线飞机都装配涡扇发动机.这是 因为在高亚音速时,涡扇发动机的推进效率高。

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 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以用来带动直升机 的旋翼。

 

燃气涡轮发动机的工作原理

5.2.1  喷气发动机的工作原理

组成：进气道，压气机，燃烧室，涡轮，喷管。.
进气道 ：将足够的空气量, 以最小的流动损失顺利地引 入压气机; 除此之外, 当飞行速度大于压气机进口处的气 流速度时, 可以通过冲压压缩空气, 提高空气的压力。

压气机 ：通过高速旋转的叶片对空气作功, 压缩空气, 提 高空气的压力。

燃烧室：高压空气和燃油混合, 燃烧, 将化学能转变为热 能, 形成高温高压燃气。

涡轮：高温高压燃气在涡轮内膨胀, 向外输出功, 去带动 压气机和其它附件。

喷管：使燃气继续膨胀加速，提高燃气的速度。

单转子涡喷发动机的站位.
０站位: 发动机的远前方, 那里的气流参数为

 

１站位: 进气道的出口, 压气机的进口, 气流参数为

 

2站位: 压气机的出口, 燃烧室的进口, 气流参数为

３站位: 燃烧室的出口, 涡轮的进口, 气流参数为

 

４站位: 涡轮的出口, 喷管的进口, 气流参数为

 

５站位: 喷管的出口, 气流参数为

双转子发动机的站位.
特别强调其中的 2站位和7站位, 2站位处的总压 为pt2 , 7站位处的总压为pt7。

几个重要的参数.
涡轮前燃气总温.
最重要, 最关健的一个参数, 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。

在使用过程中它不应超过允许的最高值。

 

发动机排气温度.
用符号EGT表示

一般它是低压涡轮后燃气的总温，是重要的监控参 数；

EGT 的高低反映了发动机涡轮前总温 的高低；

EGT的变化反映发动机性能的变化；

EGT的变化反应发动机的故障:.
脏的压气机叶片会使EGT升高；

按正常EPR起飞EGT高最可能的故障是放气活门漏气。

 

热电偶：一般是镍铬－镍铝。

 

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 之比, 简称为发动机压比, 用符号EPR 表示

美国公司一般将它写成：

 

它是表征发动机推力的参数之一这是因为EPR 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。.
另一个表征发动机推力的参数是低压转子的转速N1

工作原理.
发动机中压力最高的位置是在燃烧室进口；

发动机中总压最高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；

发动机出口的压力可以等于或大于外界的大气 压。

 

燃气涡轮喷气发动机的理想化条件.
假设工质完成的是一个封闭的热力循环

略去压缩与膨胀过程中工质与各部件之间的热量交换, 忽略实际过程中的摩擦, 用定熵过程代替之

假设在燃烧室中进行的燃油燃烧释放出热能的化学反 应过程为外部热源对工质加热的过程, 并且忽略由流动 阻力和加热所引起的压力降低, 从而用定压加热过程代替之

喷入的燃油的质量忽略不计, 而且假定工质是定质量的 定比热容的完全气体

喷入大气中的燃气与大气进行定压的放热过程。

天若有情

内容很好的，谢谢你了