喷气推进技术与航空发动机(西工大).ppt

喷气推进技术与航空发动机简介 西北工业大学动力与能源学院硕士20080701班 一 推进技术简介 1 推进技术 获得推力而前进的技术2 自古道 靠山吃山 靠水吃水 靠阎王吃小鬼 人们因地制宜 发展推力 地面靠推地 水里靠推水 水中推进用的螺旋桨 水里靠推水 空中推空气 1 螺旋桨推进 2 喷气推进 又称吸气推进 两种方式 太空什么都没有 靠喷推进剂 还要利用万有引力 空中推空气 1 螺旋桨推进 2 喷气推进 又称吸气推进 二 喷气推进技术 图中所示连续不断进行进气和排气过程的位置被称为飞机的短舱 短舱里有一个装置可以使排气速度大于进气速度 每秒钟吸进和排出的气体达数百斤以上 比一个成年人体重还要多 飞机通过连续不断的吸气和排气 并使排气的速度大于吸气的速度这一过程来获得向前飞行的动力 但是飞机是依靠什么实现并维持这一过程的呢 这就是 航空发动机 发动机的在飞机上的安装 民用机种A380 A380配装的遄达900发动机 发动机的在军用飞机上的安装 F22 美国军用双发战斗机 配备F22飞机使用的F119发动机 剖视图 发动机的在军用飞机上的安装 F35 美国军用单发战斗机 配装F35的F135发动机简图 在F119的基础上发展而来 发动机的在飞机上的安装 歼10 我国军用单发战斗机 发动机的在飞机上的安装 歼11 我国军用双发战斗机 太行发动机 配装国产苏 27 歼11和歼10 是我国自主研发的第一台大推力涡扇发动机 发动机的在飞机上的安装 歼8 我国高空高速双发战斗机 我国拥有完全自主知识产权的第一台发动机 昆仑发动机 发动机的在飞机上的安装 飞豹 我国高速歼击轰炸机 秦岭发动机 配装于飞豹歼击轰炸机 三 航空发动机的工作原理 极端的工作状态中的巧妙装置 1 两种日常生活中与空气有关的机械装置 1 风扇利用其它形式的能量使空气流动 将它后面的空气吸到前面 风扇转的越快 吸来的空气越多 提供的空气流量越大 1 两种日常生活中与空气有关的机械装置 2 风车从空气的流动中吸收能量 空气从它的前面流动到后边 推动风车转动 2 物理现象 燃烧 燃烧使空气温度升高 增加了空气的能量 燃烧越剧烈 空气能量增加越多 3 最简单的涡轮喷气航空发动机 涡喷发动机结构与工作过程示意图 注意 图中压气机和涡轮和轴是一体的 轴也转 风车 风扇 轴一体 简单 的工作过程 1 风扇把空气从外面吸到里面来 风车 风扇 轴一体 简单 的工作过程 2 在这里面喷油 与空气燃烧 空气变热 能量增加 风车 风扇 轴一体 简单 的工作过程 3 热气流过风车 推动风车转动 风车转动又带动风扇的转动 风车 风扇 轴一体 简单 的工作过程 4 热气流过风车后以高速流出发动机 最简单的涡喷发动机结构示意图 四 发动机研究的难度和关键技术 极端的工作状态中的巧妙装置 目前世界上能自行设计研制飞机的国家有近40多个 能够独立研制高性能航空发动机的国家却只有少数几个国家 只有联合国五个常任理事国 这是为什么呢 1 四高 问题 怎样让发动机更牛的分析 风车 风扇 轴一体 两个 简单 的结论 1 这里烧得越厉害 发动机越牛 问题来了 风车叶片的耐高温能力 多多烧油 风车 风扇 轴一体 两个 简单 的结论 2 吸进来的空气越多 烧的油也越多 最后排出的高速气体就越多 发动机就越牛 风车 风扇 轴一体 问题来了 高转速 高负荷 高压力 玩命地工作 风扇和风车叶片要足够结实 气流要顺畅 还要多多吸气 F119涡轮前的温度2000摄氏度左右 遄达900每秒钟吸入1 25吨以上的空气 2 三个 变态 环境 性能和可靠性 1 进气温度变化大 我欲乘风归去 2 进气密度变化大 地面空气稠密 高空大气稀薄 入藏体检 高原效应 2 1变态的工作环境 3 更要命的 全天候 风雨无阻 下雨时空气里混了水 下雪时混了雪 沙尘暴时混了 下雨时空气里混了雨水 下雪时混了雪水 沙尘暴呢 还有尾气 军用飞机要超音速飞行 而且要做高难度动 苏 27眼镜蛇机动 1 大推力要求 2 2变态的性能要求 F135自重1吨半左右 可以提供18吨左右的推力 推重比12