航空航天推进系统 2.pptVIP

第二章 航空飞行器推进系统 第一节 航空发动机的类型及演变 第二节 第二节活塞式航空发动机 第三节 涡轮喷气发动机工作原理与性能参数 第四节 涡轮喷气发动机部件 第五节 加力涡轮喷气发动机 第六节 涡轮喷气发动机辅助系统 第七节 涡轮风扇喷气发动机 第八节 涡轮螺旋桨发动机 第九节 涡轮轴发动机 第一节 航空发动机的类型及演变  一、 航空发动机主要类型 二、 航空发动机各类型性能特点及演变 1、活塞式航空发动机：活塞式航空发动机是由一般汽油发动机发展而成，是早期应用在飞机或直升机上的动力装置，由活塞式发动机驱动螺旋桨或旋翼产生拉力(或升力)。 2、燃气涡轮发动机：燃气涡轮发动机所包括的四种发动机在结构上有共同的特点，即都有压缩器(压气机)、燃烧室和涡轮组成的核心机(亦称燃气发生器)。 (1) 涡轮喷气发动机 (2) 涡轮风扇发动机 (3) 涡轮螺旋桨发动机 (4) 涡轮轴发动机 3、冲压式发动机：特点是没有涡轮和压气机。它是利用高速迎面气流的冲压作用压缩空气。冲压式喷气发动机结构简单，无转动部件、质量轻、高速飞行时效率高，但是它不能 自行启动。它适合作高超音速航空飞行器的动力装置。 第二节 活塞式航空发动机 一、 发动机基本构成及工作原理 活塞式航空发动机多为4行程、往复式汽油内燃发动机。其主要构件包括气缸、活塞、曲轴、连杆、进气门、进气阀、排气门、排气阀、机体等，作为推进系统还包括燃料系统、润滑系统、冷却系统、点火和启动系统等。此外，在发动机前部装有减速器，用于调节输出轴的转速，多数发动机在机体后部装有增压器，用于提高发动机的高空性能。活塞式航空发动机的工作原理： 发动机工作时，燃料与空气混合并在气缸内燃烧，产生的高温高压燃气驱动活塞往复直线运动，由曲轴上输出机械功，经减速器调节转速带动螺旋桨或旋翼旋转而产生拉力或升力。 二、 发动机工作过程 进气行程 压缩行程 工作行程 排气行程 三、 发动机辅助系统 1、燃料系统：它由燃料箱、燃料泵、汽化器(亦称雾化器)或喷嘴装置等组成。 2、点火系统：它由磁电机产生的高电压在极短时间内产生电火花点燃混合气体。 3、润滑系统：它由润滑油泵将润滑油输送到滑动的运动面间隙及轴承中，以减轻运动零部件的磨损。 4、冷却系统：发动机要有冷却装置，一般采用气冷或液冷，在结构设计上常用散热片或散热套来实现冷却。 5、启动系统：活塞式航空发动机的启动须靠外力，常用的启动方式有两种：一是将压缩空气送入气缸，推动活塞带动曲轴运转；二是用电机带动曲轴转动。 6、定时系统：即为控制系统，该系统控制发动机的进气门和排气门的开启与关闭。 四、活塞式航空发动机的主要性能参数 发动机功率 发动机用于驱动螺旋桨运转的功率叫有效功率。活塞式发动机主轴输出的功率是轴功率。 燃料消耗率（耗油率） 航空发动机在单位时间内产生单位有效推力或功率所消耗的燃料量称为燃料消耗率。 加速性 加速性是指发动机从最小转速加速到最大转速所需要的时间。该时间愈短愈好。加速性好有利于飞机的机动飞行。 第三节 涡轮喷气发动机工作原与性能参数 一、 涡轮喷气发动机的工作原理 二、 涡轮喷气发动机性能参数及基本要求 性能参数 1、推力 ：推力是涡轮喷气发动机最主要的性能参数。推力的国际单位制单位是牛(牛顿，N)。 2、单位推力 ：发动机的推力与每秒流过发动机的空气质量流量之比，称为发动机的单位推力，用FS表示 。 3、推重比 ：发动机的推力和发动机结构重量之比，称为推重比 4 、单位迎风面积推力 ：发动机推力和发动机最大迎风截面积之比，称为单位迎风面积推力 5、单位耗油率：单位耗油率是产生一个单位的推力每小时所消耗的燃料。它是某一飞行速度下的发动机的经济性能指标。 基本要求 1、高推重比，小迎风面积 ：发动机的迎风面积大，则意味着发动机的结构质量也大。所以，推重比和迎风面积对飞机的性能影响是一致的，当然更主要的还是推重比的影响。 2、单位燃料消耗率低 ：单位燃料消耗率低通俗说法就是省油，说明发动机的经济性好。 3、提高工作稳定性和工作可靠性 ：工作的稳定性和可靠性对航空发动机来讲，二者是有联系的。 4、低使用成本：所谓使用成本，通常有以下方面内容： (1) 燃油消耗： 主要指燃油消耗的经济价值； (2) 发动机本身的价格： 这与发动机设计、制造、材料等多种因素有关； (3) 发动机的维护费用： 发动机的可靠性好，则发动机的维护费用低。 三、 涡轮喷气发动机工作特性 1、发