发动机原理课件完整版：发动机原理绪论

发动机原理 航空科学与工程学院2013年9月 教师 周尧明办公地点 科研南一号楼301室联系电话mail zhouyaoming 课件下载 教务处 新课程中心 2020年4月6日 2 教材及考核方式 教材 航空燃气涡轮发动机 航空工业出版社 尚义主编 1995版 参考教材航空发动机原理 北京航空航天大学出版社 王云主编 航空发动机原理 西北工业大学出版社 廉筱纯主编 考核方式平时成绩30 学期末笔试70 2020年4月6日 3 航空发动机溯源 19世纪中叶 人们通过观察鸟类飞行 风筝飞升 模型吹风试验和亲身驾驶滑翔机 已经基本掌握了飞机的飞行原理 同时 由于船用螺旋桨的发明和广泛应用 也有了合适的飞行推进装置 螺旋桨从此以后 动力问题就成为困扰航空先驱的主要问题 2020年4月6日 4 航空发动机溯源 我的发明 飞机 唯一无法解决的就是动力问题 空气动力学之父 乔治 凯利 英 2020年4月6日 5 航空发动机溯源 笨拙的蒸汽机飞机在告诉人们 不要再去飞行了 载人滑翔机发明人李林塔尔 德 2020年4月6日 6 航空发动机溯源 早期飞机动力源问题的解决过程飞机动力源问题未解决导致屡次飞行失败使用蒸气机作为动力源 质量过重1876年 德国工程师奥托试制成热效率高于蒸汽机的四冲程煤气内燃机人们试图采用内燃机作为飞机飞行的动力源 2020年4月6日 7 航空发动机溯源 缺乏动力的局面一直持续了半个多世纪 直到1903年12月17日 莱特兄弟发明的第一架带动力 可操纵的载人飞机飞上蓝天 2020年4月6日 8 飞行者一号 航空发动机溯源 飞行者1号的诞生 标志着人类现代航空新纪元的到来 毫无疑问 除了发明家以外 这项伟大发明的最大功臣就是其动力解决方案 航空活塞式发动机 2020年4月6日 9 航空发动机溯源 航空发动机从狭义上讲是航空器飞行的动力 从广义上讲它也是航空事业发展的推动力 2020年4月6日 10 航空发动机溯源 航空发动机两个发展时期 1 从莱特兄弟的首次飞行开始到第二次世界大战结束为止活塞式发动机统治了40年左右2 从第二次世界大战结束至今60年以来 航空燃气轮机取代了活塞式发动机开创了喷气时代 占据了航空动力的主导地位 2020年4月6日 11 活塞发动机时期 从1903年到第二次世界大战结束为止开辟了航空史活塞发动机原理 是将燃油燃烧释放出的热能转变为机械能装置又称为活塞式内燃机利用燃气膨胀推动活塞做往复运动 再通过曲轴变成旋转运动 最后通过减速器驱动螺旋桨产生拉力 2020年4月6日 12 活塞发动机时期 活塞发动机的发展飞机用于战争目的推动航空蓬勃发展两次世界大战推动发动机的性能提高 1 单机功率从不到10kW增加到2500kW左右2 螺旋桨飞机的V从16km h提高到近800km h3 飞行高度达到15000m到40年代末 活塞发动机达到了发展的顶峰 2020年4月6日 13 问题 为什么活塞发动机退出航空发动机的主流 2020年4月6日 14 1 功率与重量的矛盾发动机功率与飞行速度的三次方成正比功率增加 重量迅速增大 2 螺旋桨的局限发动机仅是热机 必须与螺旋桨配合使用飞行速度大于700公里 小时后螺旋桨效率下降 燃气涡轮发动机时期 从第二次世界大战结束至今开辟了航空史的新纪元燃气涡轮发动机原理 是将燃油燃烧释放出的热能转变为机械能装置它既是热机 又是推动器由高速流过发动机的气体对发动机的反作用力来推动飞机运动的 2020年4月6日 15 燃气涡轮发动机时期 燃气涡轮发动机的发展1937年 英国的惠特尔公司和德国的奥海因公司分别研制成功离心式涡轮喷气发动机WU和HeS3B 1939年8月27日HeS3B率先装在亨克尔公司的He 178飞机上试飞成功 新纪元 1942年 英国研制出第一台涡桨发动机 曼巴 装载于海军 塘鹅 舰载反潜飞机上 2020年4月6日 16 燃气涡轮发动机时期 燃气涡轮发动机的发展1950年 法国透博梅尔公司研制出第一台涡轴发动机 阿都斯特I型 装备于美国S52 5直升机试飞成功 1959年 英国罗尔斯 罗伊斯公司研制出第一台涡扇发动机 装备于VC 10客机上 2020年4月6日 17 为什么学 发动机选型及安装推力 重量或推重比 耗油率发动机安装外廓尺寸飞机性能计算发动机高度特性 速度特性发动机 飞机一体化设计发动机过程参数按完成飞行任务的优劣作为设计目标 2020年4月6日 18 一体化设计实例 美国先进技术战斗机ATF招标书任务剖面性能要求 设计参数最优目标 在满足性能要求的约束条件下 以完成飞行任务所对应的最小飞机起飞总重为最优设计目标 优化结果 2020年4月6日 19 航空发动机介绍 作用热能转变为机械能特点吸气式发动机 吸入空气作为燃料氧化剂 类别活塞式发动机燃气涡轮发动机冲压喷气发动机 2020年4月6日 20 燃气涡轮发动机分类 涡轮喷气发动机 涡喷 涡轮风扇发动机 涡扇 涡轮螺桨发动机 涡桨 涡轮轴发动机 涡轴 2020年4月6日 21 燃气涡轮发动机命名 美国命名法 完整发动机型号 型号标志 制造厂代号 序号标志描述发展中的发动机时 分别用X和Y表示 第一个字母是X时 表示处于发展阶段 第一个字母是Y时 表示处于发展范畴 应用时 两字母放在完整发动机型号之前 2020年4月6日 22 燃气涡轮发动机命名 美国命名法 完整发动机型号 型号标志 制造厂代号 序号标志1 型号标志 类型字母 类型代号类型字母 J 涡轮喷气发动机 turbo jet T 涡轮轴 涡轮螺旋桨发动机 turbo shaft turbo propeller F 涡轮风扇发动机 turbo fan 2020年4月6日 23 燃气涡轮发动机命名 美国命名法 完整发动机型号 型号标志 制造厂代号 序号标志1 型号标志 类型字母 类型代号类型代号 空军从100号开始 海军从400号开始 陆军从700号开始 2020年4月6日 24 燃气涡轮发动机命名 美国命名法 完整发动机型号 型号标志 制造厂代号 序号标志2 制造厂代号 表示制造厂两个字母符号GA 加雷特航空研究公司 Garrett AD 艾利逊公司 Allison CA 特里达因大陆公司TeledyneContinentalWA 科蒂斯 莱特公司 Curtis Wright GE 通用电气公司 GeneralElecctric 2020年4月6日 25 燃气涡轮发动机命名 美国命名法 完整发动机型号 型号标志 制造厂代号 序号标志2 制造厂代号 表示制造厂两个字母符号LD 阿芙科 莱康明公司 AVCOLycoming PW 普拉特 惠特尼公司 Pratt Whitney RR 罗尔斯 罗伊斯公司 Rolls Royce CP 普拉特 惠特尼加拿大公司 Pratt WhitneyCanada 2020年4月6日 26 燃气涡轮发动机命名 美国命名法 完整发动机型号 型号标志 制造厂代号 序号标志2 制造厂代号 表示制造厂两个字母符号WV 西弗吉尼亚普拉特 惠特尼公司 Pratt WhitneyWestVirginia WR 威廉斯国际公司 Williams 2020年4月6日 27 燃气涡轮发动机命名 美国命名法 完整发动机型号 型号标志 制造厂代号 序号标志3 序号标志 序列编号 尾标字母 序列编号 空军从100号开始 按顺序排号 海军从400号开始 按顺序排号 陆军从700号开始 按顺序排号 2020年4月6日 28 燃气涡轮发动机命名 美国命名法 完整发动机型号 型号标志 制造厂代号 序号标志3 序号标志 序列编号 尾标字母 尾标字母 表示改进了的发动机 从A B C开始按顺序给定 不包含I和O 2020年4月6日 29 燃气涡轮发动机命名 美国命名法 完整发动机型号 型号标志 制造厂代号 序号标志例 F119 PW 100F 涡轮风扇发动机类型字母119 空军研制的发动机类型代码PW 普拉特 惠特尼公司的字母符号100 空军使用的发动机的序列编号 2020年4月6日 30 燃气涡轮发动机命名 中国命名法 完整发动机型号 型号标志 序号 改进代号1 型号标志 WP 涡喷 WS 涡扇 WJ 涡桨 WZ 涡轴 HS 活塞 2 序号 用阿拉伯数字表示 在发动机型号内排序 2020年4月6日 31 燃气涡轮发动机命名 中国命名法 完整发动机型号 型号标志 序号 改进代号3 改进代号 大写汉语拼音A B C 不用L O X 2020年4月6日 32 燃气涡轮发动机命名 中国命名法 完整发动机型号 型号标志 序号 改进代号例 WJ6AWJ 涡轮螺旋桨发动机的型号代号 6 发动机的序号 A 发动机改进代号 2020年4月6日 33 发动机主要设计参数变化趋势 典型亚音速飞机发动机典型军用发动机压气机增压比 8 38 40涡轮前温度 1200 1850 2000K 2020年4月6日 34 主要学习内容 第一章航空燃气涡轮发动机工作原理第二章发动机部件工作原理第三章涡轮喷气发动机第四章涡轮风扇发动机第五章其它类型发动机 2020年4月6日 35 2020年4月6日 36 早期滑翔机 2020年4月6日 37 2020年4月6日 38 有效载荷四枚 型号导弹 500发25毫米炮弹起飞距离1500英尺着陆距离1500英尺最大飞行马赫数2M 40000英尺超音速巡航1 5M 30000英尺加速性0 8 1 6M 30000英尺t 50s稳定过载0 9M 30000英尺n 5g1 6M 30000英尺n 5g 2020年4月6日 39 飞机 翼载 尖削比 展弦比 后掠角 发动机 压气机增压比 涡轮前温度 涵道比 风扇压比 加力温度 2020年4月6日 40 起飞总重 24400磅起飞推力 29300磅机翼面积 381平方英尺发动机增压比 25涡轮前温度 1800K 航空发动机是飞机的 为