航空概论第二章第03-04章

由天下分享时间：2024/9/13 18:14:49 加入收藏我要投稿点赞

一花一叶

第 3 章飞机动力系统

3.1 航空发动机的分类 3.3.2 涡轮喷气发动机

为飞机提供动力、推动飞机前进的装置称为动力系靠喷管高速喷出的燃气产生反作用推力的燃气涡轮统/装置，它包括航空发动机及其辅助系统。发动机称为涡轮喷气发动机。涡轮喷气发动机由核心机发动机式飞机上的动力的来源，它对飞机的飞行性和喷管等部件组成能又极其重要的影响。人们形象地称其为飞机的心脏。涡轮喷气发动机按压气机类型分为离心式喷气发动航空发动机可以分为三种类型：机和轴流式喷气发动机；按发动机转子结构不同分为单 1. 活塞式航空发动机：早期在飞机或直升机上应用转子和双转子涡轮喷气发动机。的航空发动机，用它带动螺旋桨或旋翼。 (图) 涡轮喷气发动机的性能指标主要有推力、耗油率 2. 燃气涡轮发动机：是现代飞机和直升机上应用最(kg/kgf/h或kg/N/h)和推重比等。广的发动机。它包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机的主要工作状态有：(1) 加力工作涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。(图) 状态、(2) 最大工作状态、(3) 额定工作状态、(4) 巡航

3. 冲压发动机：特点是无压气机和燃气涡轮，进入工作状态、(5) 慢车工作状态等。燃烧室的空气是利用高速飞行时的冲压作用来增压的。由螺旋桨提供拉力和喷气反作用提供推力的燃气涡(图1，2) 轮发动机称为涡轮螺(旋)桨发动机。涡轮螺旋桨发动机

3.2 活塞式航空发动机由压气机、燃烧室、燃气涡轮、喷管、减速器和螺旋桨

3.2.1 活塞式发动机的原理等组成。燃气涡轮由驱动压气机的涡轮和驱动螺旋桨的为航空器提供飞行动力的往复式内燃机称为活塞式动力涡轮（在动力涡轮与螺旋桨之间需安装减速器）组发动机。成。这种发动机靠动力涡轮把核心机出口燃气中大部分活塞式发动机不能直接产生使飞机前进的推力或拉可用能量转变为轴功率用以驱动空气螺旋桨，燃气中其力，必须带动螺旋桨(飞机)或旋翼(直升机)，前者产生拉余的少部分可用能量(约10%)则在喷管中转化为气流动力或推力，后者产生升力和拉力。空气螺旋桨产生推力能，直接产生反作用推力。或拉力的工作原理与机翼类似。(附：螺旋桨的运动、螺由喷管排出燃气和风扇排出空气共同产生反作用推旋桨的变距) 力的燃气涡轮发动机称为涡轮风扇发动机。涡轮风扇发活塞式发动机由汽缸、活塞以及把活塞的往复运动动机由风扇(风扇转子实际上是一级或几级叶片较长的转变为曲轴旋转运动的曲柄连杆机构等主要部分组成。压气机)、压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱活塞式发动机由四个行程构成一个工作循环。动风扇的低压涡轮和排气系统组成。 3.2.2 活塞式发动机的辅助系统此种发动机的气流通过两个通道流过发动机。由核活塞式航空发动机的辅助系统主要包括：(1) 燃料心机组成的是内涵道，围绕核心机的是外涵道。所以又系统，(2) 点火系统，(3) 滑油系统，(4) 冷却系统（附：可称为内外涵发动机或双涵道发动机。气冷式星形活塞发动机），(5) 启动系统，(6) 定时系统。涡轮风扇发动机的外涵道与内涵道的空气流量之3.2.3 活塞式发动机的主要性能参数比，称为涵道比或流量比。 1. 发动机功率：可用于驱动螺旋桨的功率。从涵道比3以下的称为中、低涵道比，在5~10左右的200kW到3500kW不等。称为高涵道比，15~40左右的称为超高涵道比。可以认 2. 耗油率/燃料消耗率：发动机产生单位功率(1kW为，涡轮喷气发动机的涵道比为0，涡轮螺桨发动机的或1hp)在单位时间内(1h)的燃油消耗量。先进活塞发动涵道比很大(50~60)。机的耗油率在0.28kg/kw/h或0.21kg/hp/h。 3.3.5 涡轮轴发动机 3. 加速性：从最小转速加速到最大转速所需的时燃气通过动力涡轮输出轴功率的燃气涡轮发动机称间。良好的加速性可提高飞机的机动性能。为涡轮轴发动机，是直升机的主要动力。它的工作原理此外，还要求活塞式航空发动机具有良好的维修性、和结构与涡轮螺旋桨发动机基本相同，只是核心机出口高可靠性、长寿命、小的重量和迎风面积等。燃气所含的可用能量几乎全部供给动力涡轮。直升机受

3.3 燃气涡轮发动机旋翼转速的限制，在机上装有主减速器，发动机输出功

3.3.1 概述率通过主减速器传给旋翼和尾桨。由压气机、燃烧室和燃气涡轮组成的发动机称为燃3.3.6 进一步说明气涡轮发动机。它的优点是重量轻、体积小和运行平稳， (1) 活塞-螺桨发动机与涡桨发动机都具有低速特性广泛用作飞机和直升机的动力装置。良好和耗油率低的特点，但涡桨发动机适用的速度范围核心机在燃气涡轮发动机中，由压气机、燃烧室和更高一些，且寿命更长一些、功率更大一些。驱动压气机的燃气涡轮组成发动机的核心机。空气在压 (2) 涡桨发动机与高涵道比涡扇发动机，在一定的气机中被压缩后，在燃烧室中与喷入的燃油混合燃烧，速度和高度范围内，耗油率均较低，但涡桨发动机适用生成高温高压燃气驱动燃气涡轮作高速旋转，将燃气的的速度要低一些。部分能量转变为涡轮功。涡轮带动压气机不断吸进空气 (3) 涡喷发动机与低涵道比涡扇发动机都适用于超并进行压缩，使核心机连续工作。从燃气涡轮排出的燃音速飞机。只是涡扇发动机在巡航时的耗油率比涡喷发气仍具有很高的压力和温度，经膨胀后释放出能量(称为动机低20%左右，但加力时，涡扇发动机的耗油率比涡可用能量)用于推进。喷发动要高。不过，加力时，涡扇发动机的加力比(使用

按照核心机出口燃气的可用能量的利用方式不同，加力时的推力与不使用加力时的推力之比)要比涡喷发燃气涡轮发动机可分为四类：涡轮喷气发动机、涡轮螺动机大的多。当然，涡扇发动机的迎风面积较大, 不带(旋)桨发动机、涡轮风扇发动机和涡轮轴发动机。加力的涡扇发动机只能用于亚音速飞机。

4.1 航空仪表发动机的工作状况；(2)飞行仪表(又称为驾驶导航仪表)

航空仪表可分为2大类：(1) 发动机仪表——指示——指示飞机的飞行情况。此外，还有一些辅助仪表(如

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指示襟翼、起落架位置的仪表)等。 4.1.1 发动机仪表 1. 温度表

利用热电偶两端温度差产生的电动势来测量温度。 2. 转速表

通过被测转速轴带动的交流发电机所发出的交流电，带动同步电机旋转，旋转产生的磁场带动涡流片的偏转来测量转速。(图)

3. 压力表(图) 4. 油量表(图) 4.1.2 飞行仪表 1. 高度表

我们知道，空气的压强随高度的增加而降低。测出气压，经过校准，就可以指示出高度。高度表就是利用测量气压的大小来指示高度的。高度表测量出来的是气压/绝对高度（高度定义：几何高度、相对高度、绝对高度）。

2. 速度表

速度表是通过测量总压与静压之差(即动压)来指示飞行速度的。(附：全静压管1、2，速度表)