民航概论 第2章 第4节 动力装置

航空

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第二章民用航空器
第四节动力装置
 动力装置是指为飞机提供动力的整个系统，包括发动
机、螺旋桨、辅助动力装置及其他附件。
 发动机制造厂商：普惠、罗罗和通用等
第二章第四节动力装置
航
空
发
动
机
活塞式发动机
喷气式发动机
带压气机的
不带压气机的
涡轮喷气发动机
涡轮螺旋桨发动机
涡轮风扇发动机
涡轮轴发动机
桨扇发动机
脉动发动机
冲压发动机
第二章第四节动力装置
发动机的分类
本节内容
一、活塞式发动机
二、螺旋桨发动机
三、空气喷气发动机
四、发动机的性能和安装
五、辅助动力装置
第二章第四节动力装置
一、活塞式发动机
进气冲程压缩冲程工作冲程排气冲程
第二章第四节动力装置
四行程发动机
第二章第四节动力装置
 基本构件： 气缸、活
塞、连杆和曲轴
 工作原理：气缸中的混
合气体膨胀做功推动活
塞运动，通过连杆与曲
轴相连，将活塞的直线
运动转化为曲轴的转
动，将热能转化为机械
能
第二章第四节动力装置
活塞式发动机特点
 随着飞行高度提高，大气稀薄，活塞式发动机的功率
减小。
 在低速飞行时，活塞发动机的经济性能很好
第二章第四节动力装置
二、螺旋桨发动机
活塞式发动机不能单独驱动飞机，它必须通过曲轴驱
动螺旋桨才能使飞机运动，因此活塞式发动机需要与
螺旋桨一起才能构成飞机的推进系统。
第二章第四节动力装置
螺旋桨拉力的产生
第二章第四节动力装置
迎角：桨叶叶弦相对于迎面气流的角度。螺旋桨的迎
角从根部到顶部逐渐变小，是为了保持叶片的各段产
生大致相等的拉力，这是螺旋桨做成扭曲形状的主要
原因。
第二章第四节动力装置
切开
顺桨和逆桨
第二章第四节动力装置
螺旋桨飞机的速度特点
螺旋桨上任一点的速度都是飞行速度和旋转速度的合
成，因而桨上各点的运动速度都要大于飞行速度，特别
是叶尖的速度最高，因而飞行速度还低于音速时，叶尖
速度就可能接近音速，在叶尖上产生激波，使阻力大
增，因而装一般螺旋桨的飞机最高速度都在800公里/小
时之下。
第二章第四节动力装置
叶尖线速度最大
第二章第四节动力装置
1.喷气发动机的原理
根据牛顿第三定律：作用力等于反作用力，作用在飞
机上的推力等于气体排出时所用的力。
由牛顿第二定律：
式中m是喷出的燃气的质量；v2是燃气喷出时的速度；
v1是飞机的速度。
三、空气喷气发动机
      2 1 2 1 F  ma  m v  v / t  m/ t v  v
第二章第四节动力装置
2.能量的转化
由燃油燃烧的热能转化为机械能。
3.工作循环
涡轮喷气发动机本质上是一种热力发动机，以空气作
为提供推力的工作流体。为此，要在发动机内使空气
加速以增加动能，方法是先增加压力能，再增加热
能，最后以喷气流的形式转变成动能。其工作循环包
括进气、压缩、燃烧和排气四个过程。
第二章第四节动力装置
涡轮喷气发动机的构造
第二章第四节动力装置
进
气
道
飞行方向
压气机
燃烧室
涡轮
尾
喷
管
驱动轴
涡轮喷气发动机的构造
1.进气道
将远前方未受扰动的气流-自由流空气减速到发动机压
气机进口的速度，使部分动能转变成压力能，连续稳
定地引人发动机以保证发动机的正常工作。
第二章第四节动力装置
2.压气机
压气机是一种利用旋转机械能给空气作功以提
高空气压力供给燃烧室高能气流的叶轮机装
置。
第二章第四节动力装置
3.燃烧室
火焰的燃烧温度在1800-2000℃，火焰筒的温度
也在900-1000℃，要使用耐热合金制造。
第二章第四节动力装置
4.涡轮
其作用是将燃烧室出口的高温高压燃气的能量
转换成涡轮轴上的机械功,驱动压气机、风扇、
旋翼、螺旋桨及其他附件。
第二章第四节动力装置
5.尾喷管
尾喷管的作用是保证发动机的各种工作状态、改变推力
大小和方向，控制噪音等。
第二章第四节动力装置
涡桨发动机
第二章第四节动力装置
燃气涡轮螺旋桨发动机
1.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。
2.减速器的功用是使螺旋桨在较低的转速下工作,同
时使发动机在高转速下工作,双方都有较高的效
率，从而使整台发动机具有较高的效率。
 涡桨发动机工作时螺旋桨产生拉力,气体流过发动
机时产生反作用推力。所以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%。
第二章第四节动力装置
螺旋桨飞机的特点
 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。
 螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候，桨尖部
分实际上已接近了音速，跨音速流场使得螺旋桨的效
率急剧下降；
 螺旋桨的迎风面积大，阻力也大，极大阻碍了飞行速
度的提高。
 目前民航支线飞机常装配涡桨发动机。
第二章第四节动力装置
涡扇发动机
第二章第四节动力装置
涡扇发动机组成及特点
 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,推进效率高。
第二章第四节动力装置
涵道比
第二章第四节动力装置
空速和推进效率
0 1000
20
40
60
80
20
0
40
0
60
0
80
0
推进效率%
空速（MPH）
涡桨
涡扇（高
涵道比）
涡扇（低
涵道比）
纯涡喷
第二章第四节动力装置
涡轮轴发动机
第二章第四节动力装置
涡喷发动机的附属系统介绍
 燃油系统
 启动系统
 附件传动系统
 润滑系统
 控制仪表系统
 冷却系统
 防火防冰系统
第二章第四节动力装置

起动系统
起动机
 分类:电动起动机，燃气涡轮起动机，空气涡轮起
动机。
目前民用航空发动机大多采用空气涡轮起动机。
 优点：重量轻，扭矩大，结构简单，工作可靠，使
用方便经济。
 缺点：不能独立工作，需要外界的气源。
 气源: 地面气源车、辅助动力装置、已起动的发动
机。
第二章第四节动力装置
四、发动机的性能和安装位置
第二章第四节动力装置
涡轮喷气发动机的性能
发动机性能主要由推力特性和燃油消耗特性来表征。
 单位推力
发动机的推力与每秒钟流过发动机的空气质量流量之
比，称作发动机的单位推力。
 推重比
发动机的推力与发动机的净重之比。
第二章第四节动力装置
 压力比（EPR）
 排气温度
 高压涡轮转速
 燃油消耗率—单位时间产生单位推力所消耗的燃油
量。
 燃油流量—每台发动机单位时间消耗的燃油量。
 燃油里程—消耗单位燃油量，飞机可飞的距离。
第二章第四节动力装置
辅助动力装置（APU）
本质上是一台小型的涡轮发动机
APU的功能:
 独立地提供电力
 压缩空气
 启动发动机
第二章第四节动力装置
辅助动力装置（APU）
第二章第四节动力装置

一朵儿微笑

一定要好好学下

cynthi3321

谢谢，下载了看看先

resmrbut

专业且全面

jeremy142

动力装置很喜欢 ，不错的 支持 谢谢