飛機發(fā)動機分類和工作原理

1、航空發(fā)動機原理、構造與系統航空發(fā)動機原理、構造與系統the Theory, Structure and System of Aero-engine黃燕曉黃燕曉第2講 發(fā)動機分類和工作原理Objective:1.1.了解航空燃氣渦輪發(fā)動機的作用及其要求了解航空燃氣渦輪發(fā)動機的作用及其要求2.2.掌握掌握航空燃氣渦輪發(fā)動機的基本類型航空燃氣渦輪發(fā)動機的基本類型（重點）（重點）3.3.掌握掌握航空燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理航空燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理（重點）（重點）本講內容本講內容1.1 1.1 航空發(fā)動機作用、要求航空發(fā)動機作用、要求l1.1.1 定義 發(fā)動機是將燃料燃燒釋放出的熱能轉變?yōu)榘l(fā)動機是將

2、燃料燃燒釋放出的熱能轉變?yōu)闄C械能的裝置。機械能的裝置。動力裝置除了包括發(fā)動機本體動力裝置除了包括發(fā)動機本體及必需的工作系統（如及必需的工作系統（如燃油系統、滑油系統、燃油系統、滑油系統、 起動點火系統起動點火系統）外，還包括有）外，還包括有防冰系統、反推防冰系統、反推系統、冷卻系統和外殼體系統、冷卻系統和外殼體等。等。 l1.1.2 作用 航空燃氣渦輪發(fā)動機是航空燃氣渦輪發(fā)動機是現代飛機與直升機現代飛機與直升機的主要動力（少數輕型、小型飛機和直升機采的主要動力（少數輕型、小型飛機和直升機采用航空活塞式發(fā)動機），為用航空活塞式發(fā)動機），為飛機飛機提供推進力，提供推進力，為為直升機直升機提供轉動旋

3、翼的功率。提供轉動旋翼的功率。推進力升力l飛行器的動力裝置，一般應當有飛行器的動力裝置，一般應當有發(fā)動機發(fā)動機（燃料（燃料的化學能轉變?yōu)闊崮茉俎D變?yōu)闄C械能的熱力機的化學能轉變?yōu)闊崮茉俎D變?yōu)闄C械能的熱力機械）與械）與推進器推進器組成，在直接產生推力的渦輪發(fā)組成，在直接產生推力的渦輪發(fā)動機中，二者是合二為一的，提供轉動旋翼功動機中，二者是合二為一的，提供轉動旋翼功率的發(fā)動機則分開，推進器一般為螺旋槳或旋率的發(fā)動機則分開，推進器一般為螺旋槳或旋翼。翼。1.1 1.1 航空發(fā)動機作用、要求航空發(fā)動機作用、要求1.1 1.1 航空發(fā)動機作用、要求航空發(fā)動機作用、要求 飛機或直升機在飛行中，一旦發(fā)動機損飛

4、機或直升機在飛行中，一旦發(fā)動機損壞而停車，飛機會由于失去推進力而喪失速壞而停車，飛機會由于失去推進力而喪失速度與高度，如果處理不當就會出現極為嚴重度與高度，如果處理不當就會出現極為嚴重的事故。因此發(fā)動機的正常工作與否，直接的事故。因此發(fā)動機的正常工作與否，直接影響到飛行的安全，故稱發(fā)動機為飛機的心影響到飛行的安全，故稱發(fā)動機為飛機的心臟。而且發(fā)動機的性能好壞對飛行器的性能臟。而且發(fā)動機的性能好壞對飛行器的性能有較大的影響，對飛行器的發(fā)展起到關鍵的有較大的影響，對飛行器的發(fā)展起到關鍵的作用。作用。1.1 1.1 航空發(fā)動機作用、要求航空發(fā)動機作用、要求1.1.3 1.1.3 要求要求l發(fā)動機推力

5、大、質量小發(fā)動機推力大、質量小l發(fā)動機燃油消耗率低發(fā)動機燃油消耗率低l發(fā)動機結構尺寸要小發(fā)動機結構尺寸要小l可靠性要好，使用壽命要長可靠性要好，使用壽命要長l環(huán)境污染要?。ㄅ艢馕廴竞驮胍粑廴荆┉h(huán)境污染要小（排氣污染和噪音污染）l不同用途的發(fā)動機，其要求的側重點也不同：不同用途的發(fā)動機，其要求的側重點也不同： 戰(zhàn)斗機發(fā)動機要求推力大、重量輕、加速戰(zhàn)斗機發(fā)動機要求推力大、重量輕、加速性好；性好； 對民航機，要求有低油耗、經濟性好、高對民航機，要求有低油耗、經濟性好、高的可靠性與耐久性、高的使用率和飛行安全等的可靠性與耐久性、高的使用率和飛行安全等l基于此，各種類型的發(fā)動機被逐步推入市場：基于此，各

6、種類型的發(fā)動機被逐步推入市場： 20世紀60年代，高涵道比（58）渦扇發(fā)動機， JT9DRB211CF6 20世紀70年代，小推力的大涵道比渦扇發(fā)動機， CFM56PW2037RB211-535 20世紀80年代，大流量比、大推力渦扇發(fā)動機， PW4000V25001.1 1.1 航空發(fā)動機作用、要求航空發(fā)動機作用、要求l兩類發(fā)動機兩類發(fā)動機 1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型航空活塞式發(fā)動機航空活塞式發(fā)動機早期飛機和直升機全部采用早期飛機和直升機全部采用航空燃氣渦輪發(fā)動機航空燃氣渦輪發(fā)動機20世紀世紀40年代開始使用，目前廣泛采用年代開始使用，目前廣泛采用航空活塞式發(fā)動機航

7、空活塞式發(fā)動機渦輪噴氣發(fā)動機l航空燃氣渦輪發(fā)動機一般由航空燃氣渦輪發(fā)動機一般由進氣道、壓氣機、進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、排氣裝置燃燒室、渦輪、排氣裝置和和附件系統附件系統組成。組成。l燃氣發(fā)生器：由燃氣發(fā)生器：由壓氣機、燃燒室壓氣機、燃燒室以及驅動壓氣以及驅動壓氣機的機的燃氣渦輪燃氣渦輪組成的裝置是用來提供高溫高壓組成的裝置是用來提供高溫高壓燃氣的，它們也是發(fā)動機的核心部分，故也稱燃氣的，它們也是發(fā)動機的核心部分，故也稱之為之為核心機核心機。l從燃氣渦輪出來的高溫高壓燃氣具有一定的能從燃氣渦輪出來的高溫高壓燃氣具有一定的能量，故能產生發(fā)動機的推進力或輸出功率，利量，故能產生發(fā)動機的推進力或

8、輸出功率，利用它的用它的方式不同方式不同，可以產生不同類型的發(fā)動機，可以產生不同類型的發(fā)動機1.2 1.2 航空發(fā)動機類型航空發(fā)動機類型燃氣渦輪發(fā)動機渦輪噴氣發(fā)動機渦輪螺旋槳發(fā)動機渦輪風扇發(fā)動機渦輪軸發(fā)動機槳扇發(fā)動機 20世紀80年代后期 其中，其中，渦噴、渦扇渦噴、渦扇發(fā)動機的推力就是推進飛發(fā)動機的推力就是推進飛機前進的力，而機前進的力，而渦漿渦漿發(fā)動機中，發(fā)動機輸出軸功發(fā)動機中，發(fā)動機輸出軸功率，通過率，通過螺旋槳螺旋槳（一種推進器），將功率轉變?yōu)椋ㄒ环N推進器），將功率轉變?yōu)轱w機的拉力。飛機的拉力。 螺旋槳旋轉時，槳葉將空氣向槳葉螺旋槳旋轉時，槳葉將空氣向槳葉后方后方增速增速排出，此股向后

9、流動的空氣在槳葉上產生排出，此股向后流動的空氣在槳葉上產生向前向前的的反作用力，即反作用力，即螺旋槳的拉力螺旋槳的拉力。在直升機中，渦軸。在直升機中，渦軸發(fā)動機輸出的功率通過發(fā)動機輸出的功率通過減速器減速器減速并轉向，驅動減速并轉向，驅動旋翼旋翼旋轉，旋翼槳葉將空氣加速旋轉，旋翼槳葉將空氣加速向下向后向下向后排出，排出，產生產生向上向前向上向前的力，然后直升機便可騰空飛翔。的力，然后直升機便可騰空飛翔。1.2 1.2 航空發(fā)動機類型航空發(fā)動機類型1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型1.2.1 1.2.1 燃氣渦輪噴氣發(fā)動機燃氣渦輪噴氣發(fā)動機渦輪噴氣發(fā)動機1.2 1.2 航空發(fā)動

10、機基本類型航空發(fā)動機基本類型結合下圖：q功能渦輪噴氣發(fā)動機工作情形圖1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型 渦噴發(fā)動機進氣量大，渦噴發(fā)動機進氣量大，進氣、壓縮、燃燒、膨進氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣脹、排氣五個過程是同時進行的，即做功是連續(xù)的，五個過程是同時進行的，即做功是連續(xù)的，做功能力比做功能力比活塞式活塞式大得多，是大得多，是2020世紀世紀5050、6060年代應年代應用最為廣泛的航空燃氣渦輪發(fā)動機，當時不僅是高用最為廣泛的航空燃氣渦輪發(fā)動機，當時不僅是高速殲擊機的唯一動力，而且也為許多轟炸機、民航速殲擊機的唯一動力，而且也為許多轟炸機、民航機所采用。機所采用。工作原理工作

11、原理: :一定量的空氣通過一定量的空氣通過進氣道進氣道以較小的流以較小的流動損失順利地引入動損失順利地引入壓氣機壓氣機, ,在壓氣機中高速旋轉在壓氣機中高速旋轉的葉片對空氣作功壓縮空氣提高空氣的壓力的葉片對空氣作功壓縮空氣提高空氣的壓力, ,高高壓空氣在壓空氣在燃燒室燃燒室內與燃油混合燃燒將化學能轉內與燃油混合燃燒將化學能轉變?yōu)闊崮苄纬筛邷馗邏旱娜細庾優(yōu)闊崮苄纬筛邷馗邏旱娜細? ,高溫高壓的燃氣高溫高壓的燃氣首先在首先在渦輪渦輪內膨脹內膨脹, ,推動渦輪高速旋轉輸出功去推動渦輪高速旋轉輸出功去帶動壓氣機帶動壓氣機, ,然后然后, ,燃氣在燃氣在噴管噴管內繼續(xù)膨脹加速內繼續(xù)膨脹加速燃氣使燃氣以較

12、高的速度噴出燃氣使燃氣以較高的速度噴出, ,產生產生推力推力. .燃氣發(fā)生器后的燃氣可用能全部用來在噴管內燃氣發(fā)生器后的燃氣可用能全部用來在噴管內繼續(xù)膨脹繼續(xù)膨脹, , 加速燃氣加速燃氣, , 提高燃氣的速度提高燃氣的速度, , 使燃使燃氣以較高的速度噴出氣以較高的速度噴出, , 產生推力。產生推力。1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型故故航空燃氣渦輪噴氣發(fā)動機既是航空燃氣渦輪噴氣發(fā)動機既是熱機熱機又是又是推進器推進器 加力式燃氣渦輪噴氣發(fā)動機加力式燃氣渦輪噴氣發(fā)動機 在渦輪和噴管之間在渦輪和噴管之間具有加力燃燒室具有加力燃燒室, , 用來用來提高噴管前提高噴管前的燃氣溫度的燃

13、氣溫度, , 增大排氣速度增大排氣速度, , 從而加大發(fā)動機的推力。從而加大發(fā)動機的推力。 1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型(a) 雙轉子渦輪噴氣發(fā)動機(b) 雙轉子帶加力燃燒室的發(fā)動機 1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型 渦噴發(fā)動機主要特點：渦噴發(fā)動機主要特點：l適用于高速飛行適用于高速飛行：沒有受速度限制的螺旋槳：沒有受速度限制的螺旋槳作為推進器；帶加力燃燒室的渦噴發(fā)動機突作為推進器；帶加力燃燒室的渦噴發(fā)動機突破破音障，音障，實現超音速飛行。實現超音速飛行。l耗油率較高耗油率較高：由于渦噴發(fā)動機的推力是由高：由于渦噴發(fā)動機的推力是由高速排出高溫燃氣所獲

14、得的，所以在得到推力速排出高溫燃氣所獲得的，所以在得到推力的同時，有不少由燃料燃燒所獲得的能量以的同時，有不少由燃料燃燒所獲得的能量以燃氣的動能和熱能的形式排出發(fā)動機，能量燃氣的動能和熱能的形式排出發(fā)動機，能量損失較大，耗油率較高，不經濟。損失較大，耗油率較高，不經濟。1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型 1.2.2 1.2.2 渦輪螺旋槳發(fā)動機渦輪螺旋槳發(fā)動機 渦槳發(fā)動機是在渦槳發(fā)動機是在渦噴發(fā)動機渦噴發(fā)動機的基礎上，吸取的基礎上，吸取航空活塞式發(fā)動機的優(yōu)點發(fā)展而來的。航空活塞式發(fā)動機的優(yōu)點發(fā)展而來的。2020世紀世紀5050年代研制的民航機、運輸機采用渦槳發(fā)動機年代研制的民

15、航機、運輸機采用渦槳發(fā)動機較多，目前支線用的旅客機仍以渦槳發(fā)動機作較多，目前支線用的旅客機仍以渦槳發(fā)動機作為主要動力。從其燃氣發(fā)生器出來的燃氣能量，為主要動力。從其燃氣發(fā)生器出來的燃氣能量，絕大部分在動力渦輪中膨脹做功，使動力渦輪絕大部分在動力渦輪中膨脹做功，使動力渦輪高速旋轉動，后通過減速器轉速降到高速旋轉動，后通過減速器轉速降到1000-20001000-2000轉驅動螺旋槳，燃氣中剩下的能量在尾噴管中轉驅動螺旋槳，燃氣中剩下的能量在尾噴管中膨脹，產生推力。膨脹，產生推力。渦槳發(fā)動機u由燃氣渦輪發(fā)動機和螺旋槳組成由燃氣渦輪發(fā)動機和螺旋槳組成, ,在它們之間還安排了在它們之間還安排了一個一個

16、減速器減速器u減速器的功用是使螺旋槳在較低的轉速下工作減速器的功用是使螺旋槳在較低的轉速下工作, ,同時使同時使發(fā)動機在高轉速下工作發(fā)動機在高轉速下工作, ,雙方都有較高的效率雙方都有較高的效率u渦輪螺旋槳發(fā)動機的工作原理渦輪螺旋槳發(fā)動機的工作原理 l空氣通過進氣道、壓氣機、燃燒室后與燃油混合空氣通過進氣道、壓氣機、燃燒室后與燃油混合燃燒產生高溫高壓燃氣在渦輪膨脹，帶動壓氣機燃燒產生高溫高壓燃氣在渦輪膨脹，帶動壓氣機和螺旋槳，大量的空氣流過旋轉的螺旋槳，使和螺旋槳，大量的空氣流過旋轉的螺旋槳，使螺螺旋槳產生相當大的拉力旋槳產生相當大的拉力；氣體流過；氣體流過發(fā)動機時產生發(fā)動機時產生反作用推力反

17、作用推力1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型 渦槳發(fā)動機主要特點：渦槳發(fā)動機主要特點：l適用于低、中速飛行適用于低、中速飛行 由于渦槳發(fā)動機以直徑較大的螺旋槳作為由于渦槳發(fā)動機以直徑較大的螺旋槳作為推進器，飛行速度受到限制，在低亞音速飛行推進器，飛行速度受到限制，在低亞音速飛行時競技性好，時競技性好，M=0.5M=0.50.70.7。l耗油率低耗油率低 燃氣中的大部分能量（燃氣中的大部分能量（85%85%90%90%）在動力渦）在動力渦輪中膨脹作功，剩下很少能量（輪中膨脹作功，剩下很少能量（10%10%15%15%）在）在尾噴

18、管中膨脹，產生推力，所以，排氣能量損尾噴管中膨脹，產生推力，所以，排氣能量損失小，推進效率高，所以耗油率低。失小，推進效率高，所以耗油率低。1.2.3 渦輪風扇發(fā)動機渦輪風扇發(fā)動機 渦扇發(fā)動機是渦扇發(fā)動機是推進噴管推進噴管排出燃氣和排出燃氣和風扇風扇加速加速空氣共同產生推力的發(fā)動機?？諝夤餐a生推力的發(fā)動機。 渦扇發(fā)動機中，核心機排出的能量一部分通渦扇發(fā)動機中，核心機排出的能量一部分通過過動力渦輪動力渦輪時轉變?yōu)檩S功率驅動風扇，加速空時轉變?yōu)檩S功率驅動風扇，加速空氣流動產生推力，余下熱能在氣流動產生推力，余下熱能在推進噴管推進噴管中用于中用于加速排出燃氣而產生推力。加速排出燃氣而產生推力。 渦

19、扇發(fā)動機空氣進入氣道后分兩股氣流流動，渦扇發(fā)動機空氣進入氣道后分兩股氣流流動，即即內外涵道內外涵道。1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型1.2.3 1.2.3 渦輪風扇渦輪風扇發(fā)動機發(fā)動機 主要組成主要組成渦扇發(fā)動機組成：進氣道組成：進氣道, ,風扇風扇, ,低壓壓氣機低壓壓氣機, ,高壓壓氣機高壓壓氣機, ,燃燒燃燒室室, ,高壓渦輪高壓渦輪, ,低壓渦輪低壓渦輪和噴管和噴管工作原理：工作原理：l內涵：內涵：渦扇發(fā)動機內路的工作情形與渦噴發(fā)動機相同。渦扇發(fā)動機內路的工作情形與渦噴發(fā)動機相同。即流入內涵的空氣通過高速旋轉的風扇、低壓壓氣機和即流入內涵的空氣通過高速旋轉的風扇、低

20、壓壓氣機和高壓壓氣機對空氣作功高壓壓氣機對空氣作功, , 壓縮空氣壓縮空氣, , 提高空氣的壓力。提高空氣的壓力。高壓空氣在燃燒室內和燃油混合高壓空氣在燃燒室內和燃油混合, , 燃燒燃燒, , 將化學能轉變將化學能轉變?yōu)闊崮転闊崮? , 形成高溫高壓的燃氣。高溫高壓的燃氣首先在形成高溫高壓的燃氣。高溫高壓的燃氣首先在高壓渦輪內膨脹高壓渦輪內膨脹, , 推動高壓渦輪旋轉推動高壓渦輪旋轉, , 去帶動高壓壓氣去帶動高壓壓氣機機, ,然后在低壓渦輪內膨脹然后在低壓渦輪內膨脹, ,推動低壓渦輪旋轉推動低壓渦輪旋轉, , 去帶動去帶動低壓壓氣機和風扇低壓壓氣機和風扇, , 最后燃氣通過噴管排入大氣最后燃

21、氣通過噴管排入大氣產生反產生反作用推力。作用推力。l外涵：外涵：流過外涵的空氣通過高速旋轉的風扇葉片對空氣流過外涵的空氣通過高速旋轉的風扇葉片對空氣作功作功, , 壓縮空氣壓縮空氣, , 提高空氣的壓力和溫度提高空氣的壓力和溫度, , 接著空氣在接著空氣在通道內膨脹加速通道內膨脹加速, , 排入大氣排入大氣, , 也產生反作用推力。也產生反作用推力。1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型l涵道比涵道比 ：外涵流量與內涵流量的比值外涵流量與內涵流量的比值, , 稱為涵道稱為涵道比比, ,即即 l目前民用航空渦扇發(fā)動機的目前民用航空

22、渦扇發(fā)動機的涵道比在涵道比在15.15.l例如例如: :CFM56-3B1CFM56-3B1發(fā)動機為發(fā)動機為:5.00;:5.00;l V2500-A5 V2500-A5發(fā)動機為發(fā)動機為:4.60;:4.60;l PW2037 PW2037發(fā)動機為發(fā)動機為:6.00; :6.00; l PW4000 PW4000發(fā)動機為發(fā)動機為:5.00.:5.00.l涵道比大于涵道比大于3 3的的渦扇發(fā)動機稱為高渦扇發(fā)動機稱為高涵道比的涵道比的渦扇渦扇發(fā)動機發(fā)動機. .l目前民用航空目前民用航空干線飛機干線飛機都裝配渦扇發(fā)動機都裝配渦扇發(fā)動機. .這是這是因為在高亞音速時因為在高亞音速時, ,渦扇發(fā)動機的渦

23、扇發(fā)動機的推進效率高推進效率高. .ImIImqqB,1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型 渦扇發(fā)動機是目前應用最為廣泛的一種。渦扇發(fā)動機是目前應用最為廣泛的一種。較大型民航機幾乎都采用較大型民航機幾乎都采用渦扇發(fā)動機渦扇發(fā)動機作為動力，作為動力，主要特點主要特點: :l耗油率低、起飛推力大、噪音低耗油率低、起飛推力大、噪音低l適用于適用于較高較高的飛行速度，且在的飛行速度，且在很廣很廣的飛行速度的飛行速度范圍內，都能滿足范圍內，都能滿足推力推力和和經濟性經濟性的要求。的要求。l高涵道比發(fā)動機高涵道比發(fā)動機迎風面積大迎風面積大、噴氣速度小噴氣速度小，不，不宜用于宜用于超音速超音

24、速。1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型1.2.4 1.2.4 渦輪軸發(fā)動機渦輪軸發(fā)動機渦軸發(fā)動機1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型 渦輪軸發(fā)動機特點：渦輪軸發(fā)動機特點： 渦軸發(fā)動機是用于渦軸發(fā)動機是用于直升機直升機上的，基本同于上的，基本同于渦槳發(fā)動機，主要區(qū)別：渦槳發(fā)動機，主要區(qū)別：l一是燃氣發(fā)生器排出的燃氣能量，幾乎一是燃氣發(fā)生器排出的燃氣能量，幾乎全部在全部在渦輪中膨脹作功渦輪中膨脹作功，尾噴管排氣速度較低，幾乎，尾噴管排氣速度較低，幾乎不產生推力；二是輸出軸轉速較高。不產生推力；二是輸出軸轉速較高。l渦軸發(fā)動機也可以作為非航空領域中的動力，渦軸發(fā)動機

25、也可以作為非航空領域中的動力，如地面如地面發(fā)電機、油泵、水泵發(fā)電機、油泵、水泵等的動力，等的動力，艦船艦船用用的動力等。的動力等。 1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型 1.2.5 螺槳風扇發(fā)動機螺槳風扇發(fā)動機 槳扇發(fā)動機是槳扇發(fā)動機是2020世紀世紀8080年代開始發(fā)展的年代開始發(fā)展的一種新型節(jié)能發(fā)動機，也稱之為一種新型節(jié)能發(fā)動機，也稱之為無涵道風扇無涵道風扇發(fā)動機（發(fā)動機（UDFUDF）或或超高流量比超高流量比(UHB)(UHB)渦扇發(fā)動渦扇發(fā)動機。它兼有渦扇與渦槳發(fā)動機兩者的優(yōu)點，機。它兼有渦扇與渦槳發(fā)動機兩者的優(yōu)點，即比即比渦扇發(fā)動機省油渦扇發(fā)動機省油，經濟性接近，經濟

26、性接近渦槳發(fā)動渦槳發(fā)動機機的水平，又可以接近渦扇發(fā)動機的飛行的水平，又可以接近渦扇發(fā)動機的飛行馬馬赫赫數巡航。數巡航。槳扇發(fā)動機的特點：槳扇發(fā)動機的特點： 經濟性經濟性：普惠公司的：普惠公司的JT3C到到PW4000，耗，耗油率降低油率降低40%，到更先進的槳扇發(fā)動機，耗油，到更先進的槳扇發(fā)動機，耗油率又降低率又降低40%。 GE 公司公司1986年是車的無涵道風扇年是車的無涵道風扇發(fā)動機，油耗率比公司的發(fā)動機，油耗率比公司的CFM56-5低低25% 振動和噪音較大振動和噪音較大：螺槳發(fā)動機轉速比較高引：螺槳發(fā)動機轉速比較高引起。起。 1.2 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型1.2

27、 1.2 航空發(fā)動機基本類型航空發(fā)動機基本類型類型類型優(yōu)點優(yōu)點不足不足渦噴發(fā)動機 高速飛行、大推力、重量輕高速飛行、大推力、重量輕 耗油率高耗油率高渦槳發(fā)動機 耗油率低耗油率低 受螺旋槳限制，受螺旋槳限制，功率不大功率不大渦扇發(fā)動機 噴氣速度大、噪聲低、噴氣速度大、噪聲低、耗油率低、大推力耗油率低、大推力 迎風面積大、噴氣迎風面積大、噴氣速度小，不宜超音速度小，不宜超音速速渦軸發(fā)動機 應用于直升機、耗油率應用于直升機、耗油率低低 多用于非航空領域的動力多用于非航空領域的動力 少用于民航飛機少用于民航飛機槳扇發(fā)動機 經濟性好、耗油率低經濟性好、耗油率低振動和噪音比較大成本振動和噪音比較大成本較高

28、已經停止研發(fā)較高已經停止研發(fā) 各種類型發(fā)動機比較各種類型發(fā)動機比較1.3 1.3 噴氣發(fā)動機工作原理噴氣發(fā)動機工作原理組成組成 ：進氣道，壓氣機，燃燒室，渦輪，噴管。進氣道，壓氣機，燃燒室，渦輪，噴管。進氣道：進氣道：將足夠的空氣量將足夠的空氣量, , 以最小的流動損失以最小的流動損失順利地引入壓氣機。順利地引入壓氣機。 壓氣機：壓氣機：通過高速旋轉的葉片對空氣作功通過高速旋轉的葉片對空氣作功, , 壓壓縮空氣縮空氣, , 提高空氣的壓力。提高空氣的壓力。 燃燒室：燃燒室：高壓空氣和燃油混合高壓空氣和燃油混合, , 燃燒燃燒, , 將化學將化學能轉變?yōu)闊崮苣苻D變?yōu)闊崮? , 形成高溫高壓的燃氣

29、。形成高溫高壓的燃氣。 渦輪：渦輪：高溫高壓的燃氣在渦輪內膨脹高溫高壓的燃氣在渦輪內膨脹, , 向外輸向外輸出功出功, , 去帶動壓氣機。去帶動壓氣機。噴管：噴管：使燃氣繼續(xù)膨脹使燃氣繼續(xù)膨脹, , 加速加速, , 提高燃氣的速提高燃氣的速度。度。 燃氣發(fā)生器燃氣發(fā)生器( (又稱核心機）又稱核心機）壓氣機壓氣機, , 燃燒室燃燒室, , 渦輪渦輪. . 核心機作用核心機作用它完成了發(fā)動機將熱能轉變?yōu)闄C械能的工作；它完成了發(fā)動機將熱能轉變?yōu)闄C械能的工作；對燃氣發(fā)生器所獲得的機械能進行不同的分配，對燃氣發(fā)生器所獲得的機械能進行不同的分配，就形成不同型式的發(fā)動機；就形成不同型式的發(fā)動機；渦槳發(fā)動機的

30、螺旋槳，渦扇發(fā)動機的風扇，渦渦槳發(fā)動機的螺旋槳，渦扇發(fā)動機的風扇，渦軸發(fā)動機的懸翼的驅動力都來自燃氣發(fā)生器。軸發(fā)動機的懸翼的驅動力都來自燃氣發(fā)生器。 1.3 1.3 噴氣發(fā)動機工作原理噴氣發(fā)動機工作原理1.3 1.3 噴氣發(fā)動機工作原理噴氣發(fā)動機工作原理單轉子渦噴發(fā)動機的站位單轉子渦噴發(fā)動機的站位 站位站位: : 發(fā)動機的遠前方發(fā)動機的遠前方, , 那里的氣流參數為那里的氣流參數為站位站位: : 進氣道的出口進氣道的出口, , 壓氣機的進口壓氣機的進口, , 氣流參數為氣流參數為2 2 站位站位: : 壓氣機的出口壓氣機的出口, , 燃燒室的進口燃燒室的進口, , 氣流參數為氣流參數為 站位站

31、位: : 燃燒室的出口燃燒室的出口, , 渦輪的進口渦輪的進口, , 氣流參數為氣流參數為 站位站位: : 渦輪的出口渦輪的出口, , 噴管的進口噴管的進口, , 氣流參數為氣流參數為站位站位: : 噴管的出口噴管的出口, , 氣流參數為氣流參數為 *0*000,TpVTp*1*1111,TpVTp*2*2222,TpVTp*3*3333,TpVTp*4*4444,TpVTp*5*5555,TpVTp雙轉子發(fā)動機的站位雙轉子發(fā)動機的站位 特別強調其中的特別強調其中的 2 2站站位和位和7 7站站位位, 2, 2站位處的總壓站位處的總壓, , 7 7站位處的總壓站位處的總壓, ,美國和英國發(fā)動機制造公司常用符美國和英國發(fā)動機制造公司常用符號號p pt2t2和和p pt7t7來表示來表示 , ,7 7站位處的總壓站位處的總壓p pt7t7對發(fā)動機的推力是一個十分重要對發(fā)動機的推力是一個十分重要的參數的參數. .1.3 1.3 噴氣發(fā)動機工作原理噴氣發(fā)動機工作原理1.3 1.3 噴氣發(fā)動機工作原理噴氣發(fā)動機工作原理雙轉子發(fā)動機的站位雙轉子發(fā)動機的站位 1.3 1.3 噴氣發(fā)動機