航空發(fā)動機(jī)(黃家富)

1、航空發(fā)動機(jī)航空發(fā)動機(jī)黃家富、施連震黃家富、施連震航空發(fā)動機(jī)航空發(fā)動機(jī)一一 航空發(fā)動機(jī)的類型航空發(fā)動機(jī)的類型二二 航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展史航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展史三三 航空發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，原理及其應(yīng)用航空發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，原理及其應(yīng)用四四 航空發(fā)動機(jī)的為何這么難于生產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)的為何這么難于生產(chǎn)五五 航空發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)商、行業(yè)分析和發(fā)展計劃航空發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)商、行業(yè)分析和發(fā)展計劃一一 航空發(fā)動機(jī)的類型航空發(fā)動機(jī)的類型 航空發(fā)動機(jī)的類型包括吸氣發(fā)動機(jī)和火箭航空發(fā)動機(jī)的類型包括吸氣發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)兩大類型。發(fā)動機(jī)兩大類型。 （一）其中吸氣發(fā)動機(jī)包括三種類型：（一）其中吸氣發(fā)動機(jī)包括三種類型： 1.1.活塞式航空發(fā)動機(jī)。

2、活塞式航空發(fā)動機(jī)。是早期在飛機(jī)或直是早期在飛機(jī)或直升機(jī)上應(yīng)用的航空發(fā)動機(jī)，用于帶動螺旋升機(jī)上應(yīng)用的航空發(fā)動機(jī)，用于帶動螺旋槳或旋翼?；钊胶娇瞻l(fā)動機(jī)仍廣泛地用槳或旋翼?；钊胶娇瞻l(fā)動機(jī)仍廣泛地用于于輕型飛機(jī)、直升機(jī)及超輕型飛機(jī)。輕型飛機(jī)、直升機(jī)及超輕型飛機(jī)。 2.2.燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。這種發(fā)動機(jī)這種發(fā)動機(jī)應(yīng)用最廣應(yīng)用最廣。包括渦輪噴氣發(fā)動機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)、包括渦輪噴氣發(fā)動機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)和渦輪軸發(fā)動機(jī)，都具渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)和渦輪軸發(fā)動機(jī)，都具有壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)鉁u輪。有壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)鉁u輪。 3.3.沖壓發(fā)動機(jī)沖壓發(fā)動機(jī)。其特點(diǎn)是。其特點(diǎn)是無壓氣無壓氣

3、機(jī)和燃?xì)鉁u輪機(jī)和燃?xì)鉁u輪，進(jìn)入燃燒室的空，進(jìn)入燃燒室的空氣利用氣利用高速飛行時的沖壓作用高速飛行時的沖壓作用增增壓。它構(gòu)造簡單、推力大，特別壓。它構(gòu)造簡單、推力大，特別適用于高速高空飛行。由于不能適用于高速高空飛行。由于不能自行起動和低速下性能欠佳，限自行起動和低速下性能欠佳，限制了應(yīng)用范圍，制了應(yīng)用范圍，僅用在導(dǎo)彈和空僅用在導(dǎo)彈和空中發(fā)射的靶彈上中發(fā)射的靶彈上。 （二）火箭發(fā)動機(jī)（二）火箭發(fā)動機(jī) 火箭發(fā)動機(jī)的推進(jìn)劑（氧化劑和燃火箭發(fā)動機(jī)的推進(jìn)劑（氧化劑和燃燒劑）全部由自身攜帶，燃料消耗燒劑）全部由自身攜帶，燃料消耗太大，不適于長時間工作，一般作太大，不適于長時間工作，一般作為運(yùn)載火箭的發(fā)動機(jī)

4、。為運(yùn)載火箭的發(fā)動機(jī)。 挑戰(zhàn)者挑戰(zhàn)者 號失事的直接原因號失事的直接原因也就也就是是右部火箭發(fā)動機(jī)上的兩個零件聯(lián)接右部火箭發(fā)動機(jī)上的兩個零件聯(lián)接處出現(xiàn)了問題處出現(xiàn)了問題，這是導(dǎo)致航天飛機(jī)這是導(dǎo)致航天飛機(jī)失事的直接技術(shù)原因。失事的直接技術(shù)原因。視頻視頻1二二 航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展史航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展史三三 航空發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，原理及其應(yīng)用航空發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，原理及其應(yīng)用 1.航空發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)航空發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu) 2.2.工作原理工作原理視頻視頻23.3.航空發(fā)動機(jī)在軍事和民間的應(yīng)用航空發(fā)動機(jī)在軍事和民間的應(yīng)用裝有裝有D-27槳扇發(fā)動機(jī)的槳扇發(fā)動機(jī)的AN-70飛機(jī)飛機(jī) 國產(chǎn)秦嶺發(fā)動機(jī)主要裝備飛豹系列戰(zhàn)機(jī)國產(chǎn)秦嶺發(fā)

5、動機(jī)主要裝備飛豹系列戰(zhàn)機(jī) 秦嶺發(fā)動機(jī)秦嶺發(fā)動機(jī)飛豹戰(zhàn)機(jī)飛豹戰(zhàn)機(jī)殲殲1111裝備裝備“太行太行”發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)F-22F-22裝備裝備F119F119渦扇發(fā)動機(jī)渦扇發(fā)動機(jī)J-20J-20裝備渦扇裝備渦扇1515發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī) T-50T-50裝備數(shù)字控制渦輪風(fēng)扇裝備數(shù)字控制渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī) 航空發(fā)動機(jī)的民用航空發(fā)動機(jī)的民用四四 航空發(fā)動機(jī)的為何這么難于生產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)的為何這么難于生產(chǎn) 發(fā)動機(jī)要達(dá)到更大推力、更低的油耗，首要的是提高增壓比、發(fā)動機(jī)要達(dá)到更大推力、更低的油耗，首要的是提高增壓比、提高熱效率，提高熱效率， AL-31AL-31的渦輪前溫度尚在普通鋼材熔點(diǎn)之下，第四的渦輪前溫度尚在普通鋼

6、材熔點(diǎn)之下，第四代代F-22F-22的的F-119F-119發(fā)動機(jī)將這個渦輪前溫度提高到了發(fā)動機(jī)將這個渦輪前溫度提高到了1977K1977K，但但F-F-119119的已超出普通鋼材熔點(diǎn)約的已超出普通鋼材熔點(diǎn)約200200度，對材料要求很高，難于制造。度，對材料要求很高，難于制造。 總之，航空發(fā)動機(jī)有三難：總之，航空發(fā)動機(jī)有三難：設(shè)計難，加工組裝難，材料難設(shè)計難，加工組裝難，材料難。因為航空發(fā)動機(jī)的零部件都是在因為航空發(fā)動機(jī)的零部件都是在高溫，高壓和高轉(zhuǎn)速高溫，高壓和高轉(zhuǎn)速的條件下工的條件下工作，而且工作時間都在千小時以上，這對設(shè)計，加工和行業(yè)材料作，而且工作時間都在千小時以上，這對設(shè)計，加工

7、和行業(yè)材料使用提出很高要求。航空發(fā)動機(jī)的精度要求高，轉(zhuǎn)速高，工作環(huán)使用提出很高要求。航空發(fā)動機(jī)的精度要求高，轉(zhuǎn)速高，工作環(huán)境惡劣，對境惡劣，對材料和工藝材料和工藝非常高，所以不是每個國家都有能力研制非常高，所以不是每個國家都有能力研制出好的航空發(fā)動機(jī)。出好的航空發(fā)動機(jī)。F-119F-119發(fā)動機(jī)讓發(fā)動機(jī)讓F-22F-22能以能以1.71.7音速進(jìn)行超音速巡航，音速進(jìn)行超音速巡航，但是發(fā)動機(jī)溫度但是發(fā)動機(jī)溫度超出普通鋼材熔點(diǎn)約超出普通鋼材熔點(diǎn)約200200度度 太行太行 渦扇發(fā)動機(jī)渦扇發(fā)動機(jī) 太行發(fā)動機(jī)，太行發(fā)動機(jī)， 設(shè)計定型歷時設(shè)計定型歷時18年年。 太行發(fā)動機(jī)是中國首個具有自主知識太行發(fā)動機(jī)

8、是中國首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能、大推力、加力式渦輪產(chǎn)權(quán)的高性能、大推力、加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，它結(jié)束了風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，它結(jié)束了國產(chǎn)國產(chǎn)先進(jìn)渦扇先進(jìn)渦扇發(fā)動機(jī)的空白。發(fā)動機(jī)的空白。它它屬于三代發(fā)動機(jī)，相比美國屬于三代發(fā)動機(jī)，相比美國F-22的第四代發(fā)動機(jī)的第四代發(fā)動機(jī)F-199差距還是明顯。差距還是明顯。 太行發(fā)動機(jī)采用太行發(fā)動機(jī)采用大推力涵比及全自動大推力涵比及全自動數(shù)字化控制系統(tǒng)數(shù)字化控制系統(tǒng)，最大推力為，最大推力為13200公斤。目前主要用于裝備中國第三代公斤。目前主要用于裝備中國第三代高性能殲高性能殲-10戰(zhàn)斗機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)。視頻視頻3 視頻視頻4五五 航空發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)商、行業(yè)分析和發(fā)展計劃航

9、空發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)商、行業(yè)分析和發(fā)展計劃 世界三大航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)商分別是世界三大航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)商分別是美國通用電氣美國通用電氣、英國羅爾英國羅爾斯斯羅伊斯羅伊斯和和美國普拉特美國普拉特惠特尼?；萏啬帷?其中像世界上單臺引擎推力最強(qiáng)的民航發(fā)動機(jī)其中像世界上單臺引擎推力最強(qiáng)的民航發(fā)動機(jī)GE90GE90、最優(yōu)越的民、最優(yōu)越的民用引擎用引擎CF6-80C/ECF6-80C/E、最強(qiáng)大的渦輪軸發(fā)動機(jī)、最強(qiáng)大的渦輪軸發(fā)動機(jī)CT7-8CT7-8系列都是系列都是GEGE的杰的杰作，使用廣泛的作，使用廣泛的波音波音737737使用的使用的CFM56CFM56發(fā)動機(jī)也是發(fā)動機(jī)也是GEGE牽頭研發(fā)的；牽頭研發(fā)的； F-

10、15F-15、F-16F-16 、F-22F-22的的標(biāo)配動力則是由普標(biāo)配動力則是由普惠惠研發(fā)研發(fā)。F-16戰(zhàn)機(jī) 行業(yè)分析行業(yè)分析 航空發(fā)動機(jī)行業(yè)具有高技術(shù)，高投入、高風(fēng)險、航空發(fā)動機(jī)行業(yè)具有高技術(shù)，高投入、高風(fēng)險、高壁壘的特性。研發(fā)普通單臺發(fā)動機(jī)的投入在高壁壘的特性。研發(fā)普通單臺發(fā)動機(jī)的投入在10-10-3030億美元，時間周期億美元，時間周期10-1510-15年。年。 美國通用、美國美國通用、美國普惠、法國斯奈馬克及英國的普惠、法國斯奈馬克及英國的RRRR這四家航空發(fā)動這四家航空發(fā)動機(jī)制造廠商占據(jù)全球機(jī)制造廠商占據(jù)全球 84% 84%的市場份額的市場份額。 20112011年，全球航空發(fā)

11、動機(jī)市場規(guī)模約年，全球航空發(fā)動機(jī)市場規(guī)模約750750億美元。億美元。其中中國航空發(fā)動機(jī)市場產(chǎn)值僅為其中中國航空發(fā)動機(jī)市場產(chǎn)值僅為30.7630.76億美元億美元。 發(fā)展計劃發(fā)展計劃 1.1.階段計劃階段計劃 19881988年，美國空軍首先發(fā)起制訂并實施高性能渦輪發(fā)動機(jī)技年，美國空軍首先發(fā)起制訂并實施高性能渦輪發(fā)動機(jī)技術(shù)（術(shù)（IHPTETIHPTET）計劃，空軍、海軍、陸軍、國防部預(yù)研局、）計劃，空軍、海軍、陸軍、國防部預(yù)研局、NASANASA和和七家主要發(fā)動機(jī)制造商都參與了這項計劃。計劃總的目標(biāo)是使航七家主要發(fā)動機(jī)制造商都參與了這項計劃。計劃總的目標(biāo)是使航空推進(jìn)系統(tǒng)能力翻一番，即空推進(jìn)系統(tǒng)能力翻一番，即推重比或功率推重比或功率重量比增加重量比增加100%120%100%120%，耗油率耗油率下降下降15%30%15%30%。 2.2.先進(jìn)計劃先進(jìn)計劃（ VAATEVAATE ） 美國美國的的VAATEVAATE的總目標(biāo)是，在的總目標(biāo)是，在20172017年達(dá)到的技術(shù)水平使經(jīng)濟(jì)可承年達(dá)到的技術(shù)水平使經(jīng)濟(jì)可承受性提高到受性提高到F119F119發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)的1010倍倍。 VA