搜索航空發動機結構設計知識清單
2017-09-25 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
1、航空發動機的發展經歷:
音障:活塞式+螺旋槳((二戰前)→經濟性:渦噴(20世紀40~50年代)→渦扇( 20世紀60年代)→高熱力性能,結構工藝水平(推力矢量技術)新一代渦扇( 20世紀80年代)
新一代渦扇的5S特性:隱身性(stealth)、超音速巡航(supersonic cruise)、短距起降(short range takeoff and landing)、超機動性(supermaneuverability)、高維修性(serviceability)
2、渦輪噴氣發動機五大部件:進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管
附件系統:(燃油、潤滑、啟動、空氣、電氣等)
3、渦噴發動機工作時連續不斷地吸入空氣,空氣在發動機中經過壓縮、燃燒和膨脹過程產生高溫高壓燃氣從尾噴管噴出,氣體動量增加,使發動機產生反作用推力
4、1)渦輪噴氣發動機:均以空氣和燃氣作為工作介質。都是吸入空氣,經過壓縮增加空氣壓力,經過燃燒增加氣體溫度,然后使燃氣膨脹作功;進入燃氣輪機的空氣連續;在前后暢通的流動過程中噴油燃燒,若不計流動損失,則燃燒前后壓力不變,故稱為等壓燃燒。
2)活塞式發動機:均以空氣和燃氣作為工作介質。都是吸入空氣,經過壓縮增加空氣壓力,經過燃燒增加氣體溫度,然后使燃氣膨脹作功;進入活塞式發動機的空氣不連續;噴油燃燒是在一個密閉的固定空間里,稱為等容燃燒。
5、工作過程:進氣道將工質引入→壓氣機增壓→燃燒室噴油燃燒加熱→渦輪膨脹作功帶動壓氣機→尾噴管膨脹加速→高速排氣到體外
6、民用飛機發動機亞音運輸機:進一步降低耗油率、超大涵道比、漿扇
1)民用飛機發動機超音運輸機:實現環球更快捷飛行、低涵道比渦扇發動機、變循環發動機
2)軍用渦輪風扇發動機:特點:小涵道比、混合排氣、帶加力優點:加力比大,亞聲巡航經濟性好適用:超音速飛機
7、渦噴發動機的推力是發動機內外氣體在各個部件表面上作用力的合力。氣體在各個部件上作用力的軸向分力并不都是與推力方向相同的。
8、用計算各部件軸向力合力的方法來計算發動機的推力十分困難;
把發動機看成一個整體,通過計算發動機進口和出口氣流動量的變化來確定發動機的推力。
9、發動機推力公式推導:取發動機單獨安裝于短艙的安裝形式:根據動量定理,周界上作用于氣體的力=每秒流出和流入發動機氣體的動量差。
10、軸流式壓氣機的特點:增壓比高、效率高、單位空氣流量大。
1)在相同迎風面積下,軸流式比離心式吸入的空氣多得多,產生的推力更大。
2)通過增加級數就能增加增壓比。
3)高增壓比有利于采用軸流式壓氣機,因為它改善了效率,并進而改善了給定推力下的耗油率。
在大、中推力發動機上,普遍采用軸流式壓氣機。
11、離心式壓氣機的特點:
1)結構簡單、結實可靠,容易制造和發展,生存力強、特性比較平穩、級增壓比高等優點。
2)應用在小型發動機采用。主要用于教練機、導彈、靶機上的小型動力裝置和輔助動力裝置。
3)在直升機的動力裝置中采用混合式壓氣機。
12、軸流式壓氣機的構成:由轉子和靜子組成。
1)轉子是一個高速旋轉對氣流作功的組合件,包括輪盤、鼓筒、葉片等。從受力的角度分析:轉子都是在高速轉速下工作,慣性負荷(離心力很大,而氣體力不大。
2)靜子是靜子組合件的總稱,包括機匣和整流器。靜子所承受的負荷基本上是氣體力和力矩,以及周期性的慣性力。
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