第6章 動(dòng)力裝置2011-1-130

空管技術(shù)室朱承元第6章動(dòng)力裝置2008-3-201空管技術(shù)室6.0動(dòng)力裝置定義飛機(jī)的動(dòng)力裝置是飛機(jī)的核心部分，發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是飛機(jī)的心臟。動(dòng)力裝置是指飛機(jī)提供動(dòng)力的整個(gè)系統(tǒng)，它由發(fā)動(dòng)機(jī)和其他附件組成。這些附件包括：發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、控制儀表系統(tǒng)和反推力系統(tǒng)等。發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠商：普惠、羅羅和通用等2008-3-202空管技術(shù)室6.1燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)類型2008-3-203空管技術(shù)室6.1發(fā)動(dòng)機(jī)類型按照發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒所需的氧化劑的來源不同可分為：火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)自帶氧化劑和燃燒劑。根據(jù)氧化劑和燃燒劑的型態(tài)不同，又分為液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（見圖1-4）和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒利用空氣中的氧氣。圖1-4火箭發(fā)動(dòng)機(jī)2008-3-204空管技術(shù)室燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)類型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的主要類型有：

渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)（主要用于軍機(jī)）；

渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)（主要用于干線飛機(jī)和軍機(jī)）；

渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)（主要用于支線飛機(jī)）；

渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)（主要用于直升機(jī)）.

此外還有螺旋槳及風(fēng)扇組合的槳扇發(fā)動(dòng)機(jī).2008-3-205空管技術(shù)室渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)2008-3-206空管技術(shù)室渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)2008-3-207空管技術(shù)室進(jìn)氣道（inletduct）、壓氣機(jī)（compressor）、燃燒室（combustion）、渦輪（turbine）、尾噴管（nozzle）1.渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)（turbojetengine）6.2發(fā)動(dòng)機(jī)組成與部件功用2008-3-208空管技術(shù)室（1）進(jìn)氣道功能：在各種狀態(tài)下,將足夠量的空氣,以最小的流動(dòng)損失,順利地引入壓氣機(jī),并在壓氣機(jī)進(jìn)口形成均勻的流場以避免壓氣機(jī)葉片的振動(dòng)和壓氣機(jī)失速。2008-3-209空管技術(shù)室（2）壓氣機(jī)主要功能：通過旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣進(jìn)行壓縮,提高空氣的壓力,為燃?xì)馀蛎涀鞴?chuàng)造條件,以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性,增大發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。次要功能：熱空氣用于防冰；引氣用于機(jī)艙增壓、空調(diào)、燃油系統(tǒng)除冰；供應(yīng)引氣，冷卻熱部件。2008-3-2010空管技術(shù)室

工作原理：（1）轉(zhuǎn)子由渦輪帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，空氣被連續(xù)不斷地吸入壓氣機(jī)；（2）旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的葉片使空氣加速，增加能量使壓力升高；（3）在隨后的靜子通道中減速（擴(kuò)壓）并將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力。2008-3-2011空管技術(shù)室壓氣機(jī)分類根據(jù)壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和氣流的流動(dòng)特點(diǎn)，航空燃?xì)廨啓C(jī)用的壓氣機(jī)分：（1）離心式壓氣機(jī)空氣在工作葉輪內(nèi)沿遠(yuǎn)離葉輪旋轉(zhuǎn)中心的方向流動(dòng)（2）軸流式壓氣機(jī)空氣在工作葉輪內(nèi)基本沿發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線方向流動(dòng)（3）混合式壓氣機(jī)目前常用的是軸流式壓氣機(jī)2008-3-2012空管技術(shù)室離心式壓氣機(jī)又稱徑向外流壓氣機(jī)，由導(dǎo)流器、工作葉輪、擴(kuò)壓器、導(dǎo)氣管等部分組成，葉輪和擴(kuò)壓器是離心式壓力機(jī)的兩個(gè)主要部件。氣體流動(dòng)：軸—葉輪—擴(kuò)壓器(靜葉片)—集氣管—進(jìn)入燃燒室2008-3-2013空管技術(shù)室兩級(jí)單面葉輪離心式壓氣機(jī)單面葉輪雙面葉輪2008-3-2014空管技術(shù)室離心壓氣機(jī)的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：單級(jí)增壓比高；穩(wěn)定的工作范圍寬；結(jié)構(gòu)簡單可靠；重量輕，所需起動(dòng)功率小。缺點(diǎn)：流動(dòng)損失大，不適于多級(jí)，最多兩級(jí)；效率較低；單位面積的流通能力低，迎風(fēng)面積大，阻力大。2008-3-2015空管技術(shù)室

軸流式壓氣機(jī)由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子以及與機(jī)匣固定在一起不動(dòng)的靜子組成。轉(zhuǎn)子——對(duì)空氣作功,壓縮空氣，提高空氣的壓力靜子——使空氣擴(kuò)壓，繼續(xù)提高空氣的壓力2008-3-2016空管技術(shù)室軸流式壓氣機(jī)壓氣機(jī)一級(jí)概念：1個(gè)工作葉輪＋1個(gè)位于其后的整流器就形成軸流式壓氣機(jī)的一級(jí)多級(jí)軸流式壓氣機(jī)概念：工作葉輪與整流環(huán)交錯(cuò)排列就形成了多級(jí)軸流式壓氣機(jī)。多級(jí)軸流式壓氣機(jī)

2008-3-2017空管技術(shù)室2008-3-2018空管技術(shù)室

4.燃燒室（1）功用：將噴嘴供應(yīng)的燃油和壓氣機(jī)供應(yīng)的空氣混合燃燒釋放熱量，供給渦輪所需的均勻加熱的平穩(wěn)高溫高壓燃?xì)饬?。?）對(duì)燃燒室的基本要求點(diǎn)火可靠、燃燒穩(wěn)定、燃燒效率高、壓力損失小、尺寸小、出口溫度場分布滿足要求、燃燒完全、排氣污染小、壽命長，能在地面和空中可靠的點(diǎn)燃。（3）燃燒室的類型

多個(gè)單管燃燒室、環(huán)管形燃燒室和環(huán)形燃燒室2008-3-2019空管技術(shù)室單管燃燒室優(yōu)點(diǎn)：是設(shè)計(jì)簡單，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，能夠單個(gè)的拆卸和更換。缺點(diǎn)：它們較重和需要更多的空間，需要復(fù)雜的空氣供應(yīng)管路，氣動(dòng)損失非常高。點(diǎn)火困難。2008-3-2020空管技術(shù)室環(huán)管形燃燒室優(yōu)點(diǎn)：比多管燃燒室尺寸較小，重量較輕。它不需要復(fù)雜的空氣供應(yīng)管路，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好。缺點(diǎn)：氣動(dòng)損失相當(dāng)高和從一個(gè)火焰筒到另一個(gè)點(diǎn)火困難。2008-3-2021空管技術(shù)室

環(huán)形燃燒室優(yōu)點(diǎn)：長度只有同樣直徑的環(huán)管形的75%，節(jié)省了重量和成本。消除了各個(gè)燃燒室之間的燃燒傳播問題。冷卻空氣量的減少，燃燒效率提高。缺點(diǎn)：制造費(fèi)用高，拆卸困難和耗費(fèi)時(shí)間。2008-3-2022空管技術(shù)室6.渦輪（1）功用：從燃燒室出來的燃?xì)庵形漳芰?，并將其膨脹到較低的壓力和溫度，產(chǎn)生扭矩。實(shí)際就是將熱燃?xì)獾哪芰哭D(zhuǎn)換成機(jī)械能為驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和附件提供功率。在渦輪螺旋槳、渦輪風(fēng)扇和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)它還為螺旋槳、風(fēng)扇和旋翼提供軸功率。渦輪是高溫高壓燃?xì)庾饔孟滦D(zhuǎn)做功的部件，由靜子和轉(zhuǎn)子組成，能量交換方式與壓氣機(jī)正好相反。2008-3-2023空管技術(shù)室6.噴管（1）功用：噴管的主要功用：是使從渦輪流出的燃?xì)馀蛎?，加速，以一定的速度和要求的方向排入大氣，得到需要的推力。在渦輪噴氣，渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)中排氣流的速度和壓力產(chǎn)生推力；在渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)中，排氣流只提供少量的推力，大部分能量已經(jīng)由渦輪吸收，用來驅(qū)動(dòng)螺旋槳。2008-3-2024空管技術(shù)室

6.噴管2008-3-2025空管技術(shù)室進(jìn)氣道：恢復(fù)盡可能多的自由氣流的總壓，以最小的紊流輸送空氣到壓氣機(jī)并保持飛機(jī)阻力最小。壓氣機(jī)：通過旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣做功，壓縮空氣提高空氣的壓力。燃燒室：空氣和燃油混合、燃燒，將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，生成高溫燃?xì)?。渦輪：燃?xì)庠跍u輪內(nèi)膨脹做功，渦輪功驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和附件。噴管：燃?xì)馔ㄟ^噴管繼續(xù)膨脹，將燃?xì)庖砸欢ǖ乃俣群鸵蟮姆较蚺湃氪髿猓峁┩屏?。壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪稱為：燃?xì)獍l(fā)生器。燃?xì)獍l(fā)生器是各種發(fā)動(dòng)機(jī)的核心。發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件功用歸納2008-3-2026空管技術(shù)室以空氣作為工質(zhì)，1、進(jìn)氣道將所需的外界空氣以最小的流動(dòng)損失送到壓氣機(jī)；2、壓氣機(jī)通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣壓縮作功，提高空氣的壓力；3、空氣在燃燒室內(nèi)和燃油混合燃燒，將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，生成高溫高壓的燃?xì)猓?、燃?xì)庠跍u輪內(nèi)膨脹，將燃?xì)鉄崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)壓氣機(jī)；5、燃?xì)庠趪姽軆?nèi)繼續(xù)膨脹，加速燃?xì)?，燃?xì)庖暂^高速度排出，產(chǎn)生推力。產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)獾难b置稱為燃?xì)獍l(fā)生器燃?xì)獍l(fā)生器(壓氣機(jī)/燃燒室/渦輪)6.2.1渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理2008-3-2027空管技術(shù)室渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)，由燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳組成。由于渦輪軸轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于螺旋槳的工作轉(zhuǎn)速，它們之間裝有減速器。在渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪輸出功率帶動(dòng)螺旋槳，使其產(chǎn)生拉力，而從噴管噴出的燃?xì)猱a(chǎn)生的推力對(duì)整個(gè)推進(jìn)力占很小的份額。螺旋槳可由壓氣機(jī)軸直接驅(qū)動(dòng)或由自由渦輪軸驅(qū)動(dòng)。螺旋槳是對(duì)大量的空氣施加相對(duì)小的加速產(chǎn)生拉力渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)是對(duì)較小量的空氣施加相對(duì)大的加速產(chǎn)生推力。6.1.2渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理2008-3-2028空管技術(shù)室渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪既帶動(dòng)壓氣機(jī)也帶動(dòng)螺旋槳。約2／3的渦輪功率用來轉(zhuǎn)動(dòng)壓氣機(jī)，其余的1／3用來轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳和傳動(dòng)附件。渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的拉力絕大部分由螺旋槳產(chǎn)生，而只有10％一15％由噴氣產(chǎn)生。螺旋槳減速器2008-3-2029空管技術(shù)室6.2.3渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)有內(nèi)涵和外涵兩個(gè)通道。空氣經(jīng)過風(fēng)扇之后分成兩路：一路是內(nèi)涵氣流，經(jīng)低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)、燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪，燃?xì)鈴膰姽芘懦觯涣硪宦肥峭夂瓪饬?，風(fēng)扇后空氣經(jīng)外涵道直接排入大氣或同內(nèi)涵燃?xì)庖黄鹪趪姽芘懦?。通過外涵的空氣質(zhì)量流量和通過內(nèi)涵的空氣質(zhì)量流量之比稱為涵道比。風(fēng)扇可作為低壓壓氣機(jī)的第1級(jí)由低壓渦輪驅(qū)動(dòng)。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)組合了渦輪噴氣和渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力由兩部分組成：內(nèi)涵產(chǎn)生的推力和外涵產(chǎn)生的推力。對(duì)于高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，風(fēng)扇產(chǎn)生的推力占到78％以上。2008-3-2030空管技術(shù)室渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)在高亞音速范圍內(nèi)與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相比較，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有推力大、推進(jìn)效率高、噪音低、燃油消耗率低等優(yōu)點(diǎn)。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是風(fēng)扇直徑大，迎風(fēng)面積大，因而阻力大，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其速度特性不如渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。它廣泛應(yīng)用于民航干線飛機(jī)。2008-3-2031空管技術(shù)室6.2.4發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)1.表征推力的參數(shù)2.表征發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的參數(shù)3.影響發(fā)動(dòng)機(jī)推力和經(jīng)濟(jì)性的主要因素2008-3-2032空管技術(shù)室用來表征發(fā)動(dòng)機(jī)推力的基本參數(shù)有：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n和發(fā)動(dòng)機(jī)壓力比EPR。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，推力增大。因此發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大小可以反映發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是影響發(fā)動(dòng)機(jī)推力的最主要的參數(shù)。高涵道渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)推力主要由外涵風(fēng)扇產(chǎn)生，所以常用發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子速度N1（即風(fēng)扇速度）來表征發(fā)動(dòng)機(jī)推力大小。

1.表征推力的參數(shù)2008-3-2033空管技術(shù)室發(fā)動(dòng)機(jī)壓力比EPR發(fā)動(dòng)機(jī)壓力比：發(fā)動(dòng)機(jī)壓力比用EPR表示。是指低壓渦輪的出口總壓與低壓壓氣機(jī)進(jìn)口總壓之比.同氣流通過發(fā)動(dòng)機(jī)的加速成比例。高涵道渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)推力主要由外涵風(fēng)扇產(chǎn)生，所以發(fā)動(dòng)機(jī)壓力比常用外涵風(fēng)扇出口氣體總壓與外涵風(fēng)扇進(jìn)口氣體總壓之比。2008-3-2034空管技術(shù)室發(fā)動(dòng)機(jī)涵道比：渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過外涵的空氣質(zhì)量流量與通過內(nèi)涵的空氣質(zhì)量流量之比。涵道比為：1左右是低涵道比，2~3左右是中涵道比，4以上是高涵道比。高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，由于風(fēng)扇產(chǎn)生的推力占絕大部分，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也是推力表征參數(shù)排氣溫度：用EGT表示。渦輪進(jìn)口總溫.

渦輪進(jìn)口總溫是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要、最關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)，也是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的重要限制參數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要監(jiān)控參數(shù)。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速：用n1表示。2008-3-2035空管技術(shù)室熱效率（內(nèi)效率）表明，在循環(huán)中加入的熱量有多少轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功。推進(jìn)效率（外效率）：發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)功率與單位時(shí)間流過發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體獲得的動(dòng)能增量的比。表示發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的可用功有多少轉(zhuǎn)變成推進(jìn)功。2.表征發(fā)動(dòng)機(jī)效率的參數(shù)2008-3-2036空管技術(shù)室6.2.5渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)2008-3-2037空管技術(shù)室渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能發(fā)動(dòng)機(jī)性能主要由推力特性和燃油消耗特性來表征。

推力特性:推力R：發(fā)動(dòng)機(jī)最主要的性能指標(biāo)。推力單位英制為磅（lb）；公制為牛頓（N）或千牛頓（kN）。10kN等于1020kg或2249lb。單位推力：發(fā)動(dòng)機(jī)的推力與每秒鐘流過發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量流量之比，稱作發(fā)動(dòng)機(jī)的單位推力。推重比：發(fā)動(dòng)機(jī)的推力與發(fā)動(dòng)機(jī)的凈重之比。迎面推力：發(fā)動(dòng)機(jī)推力與發(fā)動(dòng)機(jī)最大迎風(fēng)面積的比值。2008-3-2038空管技術(shù)室燃油消耗特性燃油消耗率(SFC)—單位時(shí)間產(chǎn)生單位推力所消耗的燃油量。耗油率是決定飛機(jī)的航程和續(xù)航時(shí)間的重要參數(shù)。它是重要的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。燃油流量—每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間消耗的燃油量。英制單位是磅/小時(shí)（lb/h）（也稱燃油消耗量）燃油里程—消耗單位燃油量，飛機(jī)可飛的距離。2008-3-2039空管技術(shù)室6.3推力產(chǎn)生根據(jù)運(yùn)動(dòng)第三定律：作用力等于反作用力，作用在飛機(jī)上的推力等于氣體排出時(shí)所用的力。根據(jù)牛頓第二定律：

式中m是噴出的燃?xì)獾馁|(zhì)量；v2是燃?xì)鈬姵鰰r(shí)的速度；v1是飛機(jī)的速度。2008-3-2040空管技術(shù)室氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)和離開發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)量發(fā)生變化，產(chǎn)生推力；通過發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣或燃?xì)鈩?dòng)量增加，產(chǎn)生前向推力；空氣或燃?xì)鈩?dòng)量減少，反推力產(chǎn)生。6.3推力產(chǎn)生2008-3-2041空管技術(shù)室總推力：是指當(dāng)飛機(jī)靜止時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力。如飛機(jī)在跑道端頭，起飛前發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力。正常飛行時(shí)，壓氣機(jī)、燃燒室、排氣錐產(chǎn)生向前推力；渦輪、尾噴口產(chǎn)生向后推力

6.3.1凈推力和總推力2008-3-2042空管技術(shù)室圖1-15渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的推力分布渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的推力分布2008-3-2043空管技術(shù)室從推力的分布可以看出,對(duì)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)而言,產(chǎn)生最大正推力的部件是壓氣機(jī),產(chǎn)生最大負(fù)推力的部件是渦輪。需要特別強(qiáng)調(diào)的是:對(duì)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),由于風(fēng)扇實(shí)際上起著與壓氣機(jī)相同的作用,可以看成是低壓壓氣機(jī)的一部分,所以風(fēng)扇也是產(chǎn)生正推力的主要部件之一。2008-3-2044空管技術(shù)室6.3.2飛行中影響推力的因素主要有以下三方面因素：（一）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（二）飛行條件（三）壓氣機(jī)引氣2008-3-2045空管技術(shù)室（一）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量增加；發(fā)動(dòng)機(jī)推力增加。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，壓氣機(jī)效率和渦輪效率增加，所以發(fā)動(dòng)機(jī)總效率增加，發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率減少。2008-3-2046空管技術(shù)室（二）飛行條件在推力公式中最重要的變量是空氣質(zhì)量流量，空氣溫度和壓力決定進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣密度，影響空氣流量。當(dāng)空氣密度減小時(shí)，空氣流量減少，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力減小。2008-3-2047空管技術(shù)室飛行條件飛行條件是指：1.空氣速度2.空氣溫度3.大氣壓力4.飛行高度5.大氣濕度2008-3-2048空管技術(shù)室1.空氣速度當(dāng)油門位置一定僅考慮通過發(fā)動(dòng)機(jī)空氣速度的變化時(shí)，隨著飛機(jī)速度的增加，推力減少；另一方面，沖壓的影響增加空氣流量增大推力(見圖)總的影響是空速增加，推力增加。2008-3-2049空管技術(shù)室2.空氣溫度空氣溫度增加，空氣密度減小，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力減小。見圖。2008-3-2050空管技術(shù)室3.大氣壓力大氣壓力增加，空氣密度增大。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力增大。

2008-3-2051空管技術(shù)室4.飛行高度在11000m以下時(shí)，飛行高度增加，空氣壓力減小，空氣溫度降低。但是，外界空氣壓力的減小比溫度下降的快，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際推力隨高度增加而減小。在11000m以上時(shí)，隨著飛行高度的增加，大氣溫度不再變化，大氣壓力減少，空氣流量減少更多，發(fā)動(dòng)機(jī)推力下降更快。2008-3-2052空管技術(shù)室5.大氣濕度當(dāng)大氣濕度較大時(shí)，氣體中的水分增加，氣體密度減少，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量減少；同時(shí)大氣濕度增加，燃燒速度減慢，渦輪前溫度降低，燃?xì)馀蛎浤芰档?，排氣速度減少；最終發(fā)動(dòng)機(jī)推力減少。2008-3-2053空管技術(shù)室（三）壓氣機(jī)引氣為確保飛機(jī)各系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作正常，常需要從壓氣機(jī)引出部分增壓空氣，用于飛機(jī)客艙和駕駛艙的空調(diào)、增壓、渦輪冷卻、飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)防冰除冰。壓氣機(jī)引氣的結(jié)果，使渦輪前溫度升高，燃油消耗量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)推力減小，發(fā)動(dòng)機(jī)加速性也變差。所以，在飛機(jī)起飛、著陸階段（尤其在高溫高原機(jī)場），應(yīng)盡可能減少壓氣機(jī)的引氣量，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的推力性能及發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。2008-3-2054空管技術(shù)室6.4發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性本節(jié)對(duì)渦輪噴氣、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性和一些特征進(jìn)行簡要說明。2008-3-2055空管技術(shù)室6.4.1發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作狀態(tài)飛行中不同的飛行階段對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力有不同的要求，因而發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)有不同的工作狀態(tài)。實(shí)際飛行中，不同的油門位置，對(duì)應(yīng)了不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，給定不同的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)。2008-3-2056空管技術(shù)室1.民航發(fā)動(dòng)機(jī)常用的工作狀態(tài)飛行中不同的飛行階段對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力有不同的要求，因而發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)有不同的工作狀態(tài)。實(shí)際飛行中，不同的油門位置，對(duì)應(yīng)了不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，給定不同的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)。2008-3-2057空管技術(shù)室①最大起飛/復(fù)飛推力狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)在最大轉(zhuǎn)速和最高渦輪前溫度時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出最大推力，該推力級(jí)別使用有時(shí)間限制，一般不超過5min。僅用于起飛、復(fù)飛以及起飛爬升階段。飛機(jī)在緊急起飛、短跑道起飛、高溫高原機(jī)場起飛時(shí)，為了盡可能縮短起飛滑跑距離，可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)最大狀態(tài)。飛機(jī)復(fù)飛時(shí)，為了獲得最大上升率，也可使用最大狀態(tài)。2008-3-2058空管技術(shù)室②最大連續(xù)推力狀態(tài)這是發(fā)動(dòng)機(jī)可長時(shí)間連續(xù)發(fā)出最大推力的工作狀態(tài)。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力為最大推力的80%，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速的90%。最大連續(xù)工作狀態(tài)常用于飛機(jī)爬升和大速度平飛，連續(xù)使用時(shí)間不受限制。當(dāng)一發(fā)停車時(shí)，為了維持必要的推力，工作的發(fā)動(dòng)機(jī)使用該狀態(tài)。2008-3-2059空管技術(shù)室③最大爬升推力狀態(tài)。小于最大連續(xù)推力狀態(tài)推力，為最大推力的75%到85%。起飛完成后，航路爬升時(shí)，可以使用的最大推力，使爬升到預(yù)定的巡航高度。在一些發(fā)動(dòng)機(jī)上，最大連續(xù)工作狀態(tài)和最大爬升工作狀態(tài)是相同的。2008-3-2060空管技術(shù)室④最大巡航工作狀態(tài)飛機(jī)做巡航飛行時(shí)所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)。此時(shí)，為了保證巡航飛行的航程續(xù)航時(shí)間，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速的85%左右。巡航工作狀態(tài)用于飛機(jī)巡航飛行，連續(xù)使用時(shí)間不受限制。2008-3-2061空管技術(shù)室⑤慢車工作狀態(tài)．這是發(fā)動(dòng)機(jī)能夠保持穩(wěn)定工作的最小轉(zhuǎn)速，用于在地面或空中以最低推力工作。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿位于最后，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力約為最大推力的5%左右，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速的20%~35%。慢車工作狀態(tài)用于飛機(jī)著陸、快速下降、地面滑行和發(fā)動(dòng)機(jī)冷、暖機(jī)等，使用時(shí)間不受限制。慢車轉(zhuǎn)速較低，慢車推力較小，可以改善飛機(jī)的著陸及滑行性能。但在空中飛行，會(huì)影響飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。2008-3-2062空管技術(shù)室發(fā)動(dòng)機(jī)的慢車狀態(tài)又可分為高慢車狀態(tài)和低慢車狀態(tài)。但飛機(jī)在空中，油門收到最后時(shí)，保持高慢車狀態(tài)；但飛機(jī)主輪著地時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成低慢車狀態(tài)，從而滿足飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的需要。2008-3-2063空管技術(shù)室進(jìn)氣道、風(fēng)扇、低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)、燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪、噴管以及附件傳動(dòng)部分。壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪組成燃?xì)獍l(fā)生器：核心機(jī)。從工作環(huán)境來看，常常分為冷端部件和熱端部件：冷端部件：指風(fēng)扇、低壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)；熱端部件：有燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪和噴管6.5燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件2008-3-2064空管技術(shù)室圖2-1燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)基本部件2008-3-2065空管技術(shù)室6.5.1進(jìn)氣道渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的功能：一是：盡可能多的恢復(fù)自由氣流的總壓并輸送該壓力到壓氣機(jī)，這就是沖壓恢復(fù)或壓力恢復(fù)。另一個(gè)功能是：提供均勻的氣流到壓氣機(jī)使壓氣機(jī)有效地工作。進(jìn)氣道：由殼體和整流錐組成，進(jìn)氣道和進(jìn)氣整流錐需要防冰，常用壓氣機(jī)引氣實(shí)施。2008-3-2066空管技術(shù)室6.5.2壓氣機(jī)現(xiàn)代壓氣機(jī)必須將進(jìn)入的空氣增壓到高于環(huán)境空氣壓力20到30倍以上。。除了支持燃燒和提供必要的空氣產(chǎn)生推力外，壓氣機(jī)還有次要功能。 例如，壓氣機(jī)供應(yīng)引氣冷卻熱部件，熱空氣用于防冰。引氣還用于機(jī)艙增壓，空調(diào)，燃油系統(tǒng)除冰，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)氣源。根據(jù)壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和氣流的流動(dòng)特點(diǎn)，航空燃?xì)廨啓C(jī)用的壓氣機(jī)分：離心式和軸流式兩大類。2008-3-2067空管技術(shù)室6.5.2.1離心式壓氣機(jī)離心式壓氣機(jī)又稱：徑向外流壓氣機(jī)，由進(jìn)氣系統(tǒng)、葉輪、擴(kuò)壓器和集氣管等部分組成圖2-3離心式壓氣機(jī)2008-3-2068空管技術(shù)室6.5.2.2軸流式壓氣機(jī)軸流式壓氣機(jī)：由一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子和與固定不動(dòng)的靜子組成。2008-3-2069空管技術(shù)室2008-3-2070空管技術(shù)室1.軸流式壓氣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可以通過增加級(jí)數(shù)的方法提高壓氣機(jī)的總增壓比。缺點(diǎn)：是單級(jí)增壓比低，僅有1.25：1；結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2008-3-2071空管技術(shù)室2．軸流式壓氣機(jī)工作原理轉(zhuǎn)子由渦輪帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，空氣被連續(xù)不斷地吸入壓氣機(jī)。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的葉片使空氣加速，增加能量使壓力升高。在隨后的靜子通道中減速（擴(kuò)壓）并將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力。2008-3-2072空管技術(shù)室喘振：是氣流沿壓氣機(jī)軸線方向發(fā)生的低頻率、高振幅的振蕩現(xiàn)象。微弱喘振可聽不到聲音，強(qiáng)烈喘振會(huì)發(fā)出低沉的聲音，嚴(yán)重時(shí)放炮；壓力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)大幅度波動(dòng)；推力桿失去控制；振動(dòng)加大；氣流中斷而發(fā)生熄火停車。喘振根本原因：是氣流在葉背處發(fā)生分離。6.5.2.4壓氣機(jī)的喘振2008-3-2073空管技術(shù)室

燃燒室的任務(wù)：將噴嘴供應(yīng)的燃油和壓氣機(jī)供應(yīng)的空氣混合燃燒釋放熱量，供給渦輪所需的均勻加熱的平穩(wěn)燃?xì)饬鳌?.5.3燃燒室2008-3-2074空管技術(shù)室6.5.3.1對(duì)燃燒室的基本要求對(duì)燃燒室的基本要求：

是點(diǎn)火可靠、燃燒穩(wěn)定、燃燒效率高、燃燒完全、排氣污染小、壽命長，能在地面和空中可靠的點(diǎn)燃。影響點(diǎn)火可靠性的主要因素：

是燃油和空氣的比例。

2008-3-2075空管技術(shù)室6.5.3.3燃燒室熄火問題在飛行中,燃燒室熄火而造成的發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車是一種嚴(yán)重的事故征候。當(dāng)燃燒室熄火時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)聲音不正常,轉(zhuǎn)速和排氣溫度突然下降,油門操縱失靈,發(fā)動(dòng)機(jī)失去推力。對(duì)雙發(fā)飛機(jī),當(dāng)其中一發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車時(shí),飛機(jī)將迅速向失效的發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)傾斜。所以,發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車時(shí),若飛行員處置不當(dāng),將會(huì)直接危及飛行安全。2008-3-2076空管技術(shù)室熄火例子例如,1982年6月24日,英國航空公司一架B747飛機(jī)飛行途中吸人印尼加拉貢火山噴發(fā)的火山灰,使四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)全部熄火停車,空中失去推力達(dá)13min,后來飛機(jī)脫離了煙塵區(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)空