《发动机原理》试卷答案

《发动机原理》试卷年级 专业 姓名 学号题组题组得分一二三四总分一.填空配气定时以及压缩比（等；个阶段；标；5. 汽油机的不正常燃烧现象有爆燃、表面着火；6. 期、缓燃期和补燃期；、速燃7. 持续时间；和燃烧二.判断12345678910××××××√×√×三.简答n 通过测功器测得某一型号发动机在转速为（时的扭矩为n iqP位：·m，求这时发动机的输出功率（单位：kW。PeTn答：P iqe 9550汽油与柴油的性能有哪些差异，这些差异对汽油机与柴油机产生哪些影响？答：①汽油挥发性强，柴油蒸发性差，粘性好：引起在混合气形成上的差异。柴油机：用油泵油嘴向气缸内喷油，靠调节供油量来调节负荷；②汽油自燃温度高，但在外部引火的条件下的着火温度低，柴油易自燃、化学稳定性差：引起着火与燃烧的差异；汽油机：……柴油机：……什么是航空发动机？它正常工作所必须的系统和附件有哪些？P1油系统、点火系统、起动系统和防火系统等，简称航空发动机。军用发动机的设计要求有哪些？P2答：(1)性能要求,包括地面台架性能和空中飞行性能(推力和耗油率)、起动性能、加/引气量、功率提取和过载。制，飞行状态变化、极限机动状态和吸入机载武器的排气时发动机稳定工作。结构和安装要求，包括安装节位置、外廓尺寸、重量和重心位置。可靠性要求，包括发动机寿命和工作循环、发动机各状态连续工作时间和平均故障时间。性的主要技术指标有:外场可更换件的更换时间、每飞行小时的平均维修工时和更换发动机时间等。3.民用发动机的设计要求主要有哪些？P2答：民用发动机的设计要求有：起飞推力和推重比要满足要求;巡航耗油率尽可能低；发动机结构总体方案设计，包括安装节、外廓尺寸、重量和重心位置；时维修工时等；污染物排放满足当地环境保护部门的规定；噪声满足国际民航组织（ICAO）4.按工作原理，航空推进系统分为哪两类？P3答：一类是直接反作用推进系统，另一类是间接反作用推进系统。5.什么是直接反作用式推进系统？属于这一类型的航空发动机有哪些？P3涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机和冲压喷气发动机。活塞式发动机的工作循环包括哪四个过程？P4答：工作循环是由进气、压缩、供油燃烧后膨胀做功和排气等四个过程组成。燃气涡轮发动机由哪几个主要部件组成？P5发动机还装用加力燃烧室。什么是推力？推重比（功重比）？耗油率？P55、P8--9发动机轴线方向的分力称为推力(F)。耗油率指发动机每小时的燃油质量流量与推力或功率之比。典型的涡喷、涡扇、涡轴发动机有哪些？其对应的飞机型号是哪种？P14--27答：涡喷：WP5——米格15比斯，米格17，歼五，歼教五和轰五WP6WP7WP8——轰六涡扇：AЛ-31Ф——苏-27、苏-30、歼十、歼十一F119-PW-100——F22CFM56-3——波音737B737-300，B737-400，B737-500涡轴：W28C10.什么是“理想气体”？P29答：分子只有质量而没有体积，分子间完全没有作用力的气体。热力学温度（T）是如何定义的？其与摄氏温度的换算公式如何？P31答：热力学温度KT(K)=t(℃热力学的第一定理的表述内容是什么？P34答：热力学第一定律表述为：热可以转换为功，功也可以转换为热。在热能与机械能的相互转换过13.什么是伯努力方程？P47答:伯努力方程是建立在机械能形式并显含摩擦功的能量方程。其表达形式：±l=p2vdp+(C2-C1)/2+lp1 2 1 损热力学第二定律的表达内容是什么？P4711”，或者说“热不可能全部转化为功”。什么是马赫数？（声速）P50Ma16.说明总焓、总温和总压之间的差异？P53（1）总焓、总温代表气体所具有的总能量的大小，而总压则代表气体所具有的机械能大小。总压就要下降。滞止到速度为零。推力产生的原理是什么？P55VC5C5V，说明气体在发动机内是一是发动机的推力。什么是“有效推力”？P60分阻力，剩下的真正用来推动飞机前进的推力叫“有效推力”。什么是“布莱顿循环”？P61动机的理想循环，称为布莱顿循环。影响理想循环功的因素有哪些？P64答：影响理想循环功的因素有3个：涡轮前燃气温度、大气温度、发动机增压比。什么是有效功？P66效功。涡轮风扇发动机与涡轮喷气发动机相比有哪些显著的优点？P68答：涡轮风扇发动机与涡轮喷气发动机相比其显著的优点为：地面推力大（即起飞推重比高）亚声速飞行时燃油消耗率低。什么是涡轮风扇发动机的质量附加原理？P69为涡轮风扇发动机的质量附加原理。涡轮喷气式发动机，飞机进气道的功用有哪些？P73答：(1)将一定量的空气以较小的流动损失，顺利地引入发动机；(2)当飞行马赫数Ma大于压气机进口处气流的Ma时，通过冲压作用压缩空气，提高空气压力。对进气道的基本要求有哪些？P73答：对进气道的基本要求有：保证供给发动机所需的空气量，并使迎面气流以较小的流动损失，顺利地导入压气机。因为内力。气机有较高的效率和使压气机工作稳定。在各种非设计状态和较大的工作范围内保证稳定工作，尤其对超声速进气道：这一点更为重要。激波是怎样产生的？P73上分析说明了只有在超声速飞行时，才可能在进气道前方出现激波。歼七飞机超声速进气道的构造成形式是怎么样的？歼七飞机超声速进气道的构造成形式是怎么样的？P87答：歼七飞机的超声速进气道为带前锥体三波系外压式进气道。由进气道、调节锥（央）及调节锥操纵组成。压气机的功用是什么？P89答：压气机的功用是：用来提高进入发动机内的空气压力，供给发动机工作时所需要的压缩空气；也可以为座舱增压、涡轮散热和其他发动机的起动提供压缩空气。29.对压气机设计的基本要求有哪些？P89答：对压气机设计的基本要求是：29.对压气机设计的基本要求有哪些？P89答：对压气机设计的基本要求是：满足发动机性能的各项要求，性能稳定，稳定工作范围宽；具有足够的强度、适宜的刚度和更小的振动；结构简单，尺寸小，重量轻；工作可靠，寿命长；维修性、检测性好，性能制造成本比高。压气机有哪些类型？P893转子数目还可分为单转子、双转子和三转子等三种压气机。轴流式压气机的增压原理是什么？P93答：轴流式压气机的各级都是利用扩散增压原理来提高空气压力的。轴流式压气机由哪两个组合件组成？P101答：轴流式压气机由转子和静子这两个组合件组成。转子；在双转子涡扇发动机中，低压转子就是风扇转子，或者是风扇转子和低压压气机转子的组合。高压压气机。“喘振”？压气机喘振有何危害？P115---P116成严重的破坏。34.压气机的防喘振措施有哪些？P11734.压气机的防喘振措施有哪些？P117答：防喘措施按其结构形式可分为放气机构、压气机进口可变弯度导流叶片或可转导流叶片、可转整流叶片、双转子或多转子压气机和机匣处理等。35.轴流式压气机的附属装置和系统有哪些？P12335.轴流式压气机的附属装置和系统有哪些？P123答：为了保证压气机正常有效地工作，除上述主要组合件外，在轴流式压气机上还有一些附属装置和系统，如防冰装置、密封装置、防喘装置和间隙控制装置等。涡轮的功用是什么？P139涡轮的功用是什么？P139答：涡轮的功用是使高温高压燃气膨胀做功，把燃气中的部分热能转换为机械能，输出涡轮功带动压气机和其他附件工作。航空燃气涡轮有何特点？P139答：航空燃气涡轮的特点是功率大，燃气温度高，转速高，负荷大。38.轴流式涡轮的特点是什么？P139答：轴流式涡轮的特点是尺寸小、流量大、效率高，适用于大功率的动力装置，在现代航空燃气涡轮发动机上得到广泛应用。39.根据获得涡轮功的工作原理，轴流式涡轮可分为哪几类？P1４０340.燃气在涡轮叶片中是如何膨胀做功的？P1４２40.燃气在涡轮叶片中是如何膨胀做功的？P1４２答：燃气流过涡轮叶片的弯曲通道时，一方面膨胀加速，另一方面在涡轮工作叶轮中改变运动的方F，可以分解为两个互相垂直的分力，即周向力和轴向力。叶轮在周向力作用下高速旋转。燃气涡轮发动机上，涡轮和压气机的共同点和不同点是什么？P1４６答：在燃气涡轮发动机上，涡轮和压气机都是和气流进行能量交换的叶轮机械。压气机对气体做功，而在涡轮中是燃气对涡轮做功。燃气涡轮发动机上，涡轮和压气机在构造上的共同点和不同点是什么？P1４６燃气涡轮发动机上，涡轮和压气机在构造上的共同点和不同点是什么？P1４６答：在燃气涡轮发动机上，涡轮和压气机在结构上都是由转子和静子两部分组成。不过涡轮的静子叫导向器，位置在转子叶轮的前面。燃气涡轮发动机上，涡轮叶片与压气机工作叶片的显著区别是什么？P149－P151答：(１)涡轮工作叶片的翼型与压气机工作叶片相比，比较♘，弯曲程度(曲率)大，冲击式涡轮的工作叶片前缘和后缘较薄，中间较♘；反作用式涡轮的工作叶片则前缘♘，后缘薄。(2)涡轮工作叶片可能有叶冠，叶冠可以提高刚性并建立阻尼，因而可以起到减振作用，防止在发动机工作中，工作叶片出现共振和颤振（在风扇叶片和长压气机叶片上起同样作用的构造是叶身凸台(3)涡轮工作叶片的榫头一般都是枞树形的。(4)（高温在涡轮叶片还要采取冷却措施，特别是第一级高压涡轮叶片通常是中空的，叶身内部是迷宫式的冷却空气通道，采用对流、气膜、冲击等冷却技术降低工作叶片温度。压气机与涡轮的共同工作的特点是什么？P156４5.燃烧室的功用是什么？P161到涡轮前允许的温度，以便进入涡轮和排气装置内膨胀做功。46.燃烧室的零组件常出现的故障有哪些？P16146.燃烧室的零组件常出现的故障有哪些？P161答：燃烧室的零组件主要是薄壁件，工作时常出现翘曲、变形、裂纹、积炭、过热、烧穿等故障。47.燃烧室的设计应满足哪些要求？P1６１答：燃烧室的设计应满足以下主要要求:在地面和空中的各种气象条件和飞行条件下，起动点火迅速可靠。全燃烧系数和低的压力损失系数。(4)出口的燃气温度场沿圆周要均匀，沿叶高应保证按涡轮要求的规律分布（一般要求涡轮叶片的2/3。燃烧室的零组件及其连接处应具有足够的强度和刚性，良好的冷却和可靠的热补偿，减小热应力。有良好的使用性能，维护检查方便，使用期限长。黑烟等。48.什么叫“燃烧”？发动机是如何实现“燃烧”的？P16248.什么叫“燃烧”？发动机是如何实现“燃烧”的？P162燃料和氧化剂所起的剧烈的发热发光的化学反应，叫燃烧(2)涡轮喷气发动机就是利用燃料燃烧放出的热来做功。49.燃烧室工作的特点有哪些？P168燃烧室中的燃料是在高速气流中进行燃烧的。燃烧室出口燃气温度要受到涡轮叶片材料强度的限制。燃烧空间有限，必须在有限空间内完成完全燃烧过程，并达到性能要求。50.组织燃烧的具体措施有哪些？P1６８答：组织燃烧的具体措施是：①降低燃烧室中的气流速度；②提高火焰传播速度；③分区燃烧，解决稳定火源、完全燃烧和降温及均匀温度场等问题。降低燃烧室气流速度的措施有哪几种？P1６８－－P1６９降低燃烧室气流速度的措施有哪几种？P1６８－－P1６９答：(1)扩散器将燃烧室的进口段做成扩散型管道，使进入燃烧室的气流速度得到降低。室中心空气稀薄变成低压区，使进入燃烧室的气流速度得到降低。答：分管（单管、环管和环形燃烧室扩压器分哪几种形式？P1７９一级扩压式，二级扩压式和突然扩压式54.火焰筒体由哪些部分组成？P1８０答：由旋流器和火焰筒筒体等部分组成55.燃油喷嘴的功用是什么？P1８555.燃油喷嘴的功用是什么？P1８5答：燃油喷嘴的功用是将燃油雾化(或汽化)，加速混合气形成，保证稳定燃烧和提高燃烧效率。56.航空发动机上采用的燃油喷嘴有哪些类型？P1８5答：航空发动机上采用的燃油喷嘴有：离心喷嘴、气动喷嘴、蒸发喷嘴(又称蒸发管)和甩油盘式喷嘴等。57.燃烧室点火器的作用是什么？P1８８57.燃烧室点火器的作用是什么？P1８８答：点燃器的作用是在起动、空中熄火或存在熄火危险时形成点火源。58.什么是发动机的加力？P1９０答：发动机在达到最大状态后继续增加推力，叫做发动机加力。59.加力的方法有哪两种？P1９０答：复燃加力和喷射液体加力两种。60.加力燃烧室的功用是什么？P1９０答：加力燃烧室的功用是在保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下，将燃油喷入涡轮后的燃气流中，利用燃气中剩余的氧气再次燃烧(在双涵道发动机中，还可从外涵道引入新鲜空气)，进一步提高燃气温度，增大喷气速度，达到增加推力的目的。61.加力燃烧室的工作特点和构造要求有哪些？P1９061.加力燃烧室的工作特点和构造要求有哪些？P1９0答：(1)950Κ~1000Κ，同时它是经过涡轮叶片扰动后的强烈1/4全燃烧，加力燃烧室需要有足够的长度。流流动损失应尽可能小。加力燃烧室进口处气体的压力较低，随着飞机飞行速度和高度变化，压力的变化范围很大。在Ma燃室等，并使加力燃烧室的热损失尽可能少。由于薄壁圆柱形或圆锥形的加力燃烧室外壳尺寸大，且受有一定的静载荷和动载荷，处在高温外廓尺寸小，重量轻。的工作应无影响。为此，必须有可调节尾喷口(管)协同工作。加力燃烧室后面没有转动部件，燃气温度不受涡轮叶片材料的限制，因此加力后燃气温度可达2000K，高温的燃气直接从尾喷管高速排出。因此，对于加力燃烧室壳体及尾喷管应进行冷却，并对机允许相邻连接零件的自由热膨胀或偏摆。62.加力燃烧室的燃烧过程由几部分组成？P1９162.加力燃烧室的燃烧过程由几部分组成？P1９1答：加力燃烧室的燃烧过程是由扩压、燃烧和排气三部分组成。63.复燃加力与燃烧室燃烧的区别？P1９2答：复燃加力时，理想循环功增大，喷气速度增大，因而发动机的推力增大。但是由于加力燃烧室压力较低，和主燃烧室相比，热效率较低，这就决定了使用复燃加力时耗油率高，经济性较差。64.复燃加力时，喷口面积为什么必须改变？P1９364.复燃加力时，喷口面积为什么必须改变？P1９3答：发动机采用复燃加力之后，必然影响其他机件的工作，这将会使发动机各部件的工作之间出现加力时必然要收小喷口面积。65.复燃加力变化过程中，喷口面积变化为什么要快放慢收？P1９465.复燃加力变化过程中，喷口面积变化为什么要快放慢收？P1９4答：由于接通或关断加力时，喷管前燃气温度是逐渐升高或逐渐降低的，所以喷口面积放大或收小前燃气温度降低的速度不一致，也会产生上述不良后果。实际上，要使喷口面积放大或收小的速度完全理想，是难以做到的。为了防止烧坏涡轮，一般涡轮喷气发动机在接通或关断加力时，使喷口面积放大的速度快一些，或收小的速度慢一些，即宁可使涡轮前燃气温度在喷口面积放大或收小的过程中降低一点，而不使其升高，以保证不烧坏涡轮。如歼六飞机5066.加力燃烧室由哪些部分组成？P1９666.加力燃烧室由哪些部分组成？P1９6答：加力燃烧室由扩压器、火焰稳定器、输油圈及燃油喷嘴、点火装置、加力燃烧室壳体等部分组成，在双涵道发动机中还包括混合器。67.加力点火方式有哪几种？P20667.加力点火方式有哪几种？P206368.除用燃油燃烧外，用哪些方法还可以达到发动机加力的目的？P206答：在压气机进口或在燃烧室进口处，喷射易蒸发的液体，如喷射水、酒精或水和酒精的混合液等，可以达到发动机加力的目的。69.喷射液体加力的工作原理是怎样的？P20669.喷射液体加力的工作原理是怎样的？P206答：可以在压气机进口喷射液体来使发动机加力。由喷嘴喷出的雾状液体与进入压气机的空气相混变)的条件下，由于空气温度降低后易于压缩，压气机的增压比增大，压气机出口空气压力提高，因而气流量也增大，故发动机推力大大增加。第10章排气装置第10章排气装置发动机排气装置的组成是怎样的？P207答：发动机的排气装置是指涡轮或加力燃烧室以后组织排气的构件。消声装置等。尾喷管是发动机必不可少的一个部件，其他的排气装置则是根据发动机和飞机的特殊需要而设置的。对涡扇发动机来说有两种形式的排气装置：即长外涵道和短外涵道。长外涵道排气装置又可分为内（外）降低。发动机尾喷管的功用是什么？P207以比飞行速度大得多的速度从喷口喷出，以产生推力。喷管的工作过程是怎样的？P208答：喷管为燃气在其中膨胀加速创造条件，使燃气的一部分焓转化为动能，引起燃气速度增大，压燃气在喷管里的膨胀不是理想过程，在喷管中流动过程中会有能量损失，如流动损失和散热损失等，这些损失都直接使喷气速度受到影响。亚声速喷管？P209程度，喷气速度至多只能达到声速。74.亚声速喷管的工作状态对推力有何影响？P212动机产生的推力总是小于在同样条件下燃气完全膨胀时发动机所能产生的推力。超声速喷管？P212答：为了充分利用燃气的膨胀能力，进一步增大喷气速度，避免较大的推力损失，在燃气膨胀比大1076.超声速喷管的工作状态对推力有何影响？P215(A5/Amin)，使燃气在喷管内完全膨胀。燃气膨胀比增大时，喷管面积比也应适当增大。但必须指出，当燃气膨胀比过大时，燃气完全膨胀时的喷管面积比将过大，以致喷管出口面积大于发动机其他部分的迎风面积，而使飞行阻力剧增。在这种情况下，增大喷管出口面积反而不利。因此，燃气膨胀比过大时，通常使燃气稍许不完全膨胀，以避1.7~1.8而喷管部分所产生的阻力却不太大。尾喷管的形式有哪些？P216口面积可做成可调或不可调的。在什么情况下采用可调节的收敛型尾喷管？P217变发动机的工作状态。(Ma≤2.0)以是双位、多位或无级调节的。可调节的收敛扩散型尾喷管？P219答：超声速飞机用的发动机，燃气在尾喷管中的总膨胀比可10~20以上，如果仍采用收敛型尾喷Ma，收敛型尾喷管造成的推力损10%；当Ma=350%。因此，当飞行速度Ma推力损失，不论有无加力燃烧室，发动机都应采用收敛扩散型的可调节超声速尾喷管。AJI-31Φ组成的面积可调节的喷管。什么是反推力装置？P222关。为冷气流反推。发动机的总体结构研究包含哪些内容？总体结构设计的主要要求是什么？P207统(各部件的承力机匣及承力构件)等。要求，应考虑设计成单元体结构。支承方案的表示方式是怎样的？P231研究的问题。23a-b-c。前、后两条横线分别代表压气机转子和涡轮转子，两条横线前、后及中间的数字表示支点的数目。例如1-3-0134中用小圆圈表示滚珠轴承，小方块表示滚棒轴承。83.发动机工作时，各零、部件上要受到哪些种负荷的作用？P238答：发动机工作时，各零、部件上要受到各种负荷的作用，按其性质可以分为以下3类。的这些零、组件上作用有气体力或气体力矩。引起惯性力和惯性力矩。约束而产生热应力。发动机上有哪些正常工作所必需的系统？？P247答：航空发动机上，正常工作所必需的系统有燃油控制系统、滑油系统、起/点火系统、冷却系统、电力系统等。航空动力装置控制有哪些？P24786.航空发动机控制的内容有哪些？P248答：航空发动机控制的内容有：无蒸气的、经过增压的、计量好的燃油供给燃烧室。在控制中要求：不能喘振；不能适温；不能超转；不能富油熄火；不能贫油熄火。这就是所谓的推力控制、过渡控制和安全限制。力。推力控制包括：转速控制、压比控制、反推力控制。起动、加速和减速过程的控制及压气机的防喘控制。安全限制系统只有当出现有超温、超压、超转和超功率时才启用工作。的限制。空空气稀薄，燃油雾化质量差，难以稳定燃烧；低空高速时受压气机超压限制。静子叶片(VSV)和放气活门(VBV)等。证在各个工作状态下间隙为最佳，减少漏气损失，提高发动机性能。冷却控制：包括两个方面:①燃、滑油温度的管理，保证滑油的充分散热及燃油既不结冰又不的冷却，同时提高发动机性能。互之间匹配工作。燃油控制系统的？P249答燃油控制系统根据油门杆位飞行条件和大气条件按照预定的控制方案控制燃油流量(FF)。86.发动机的控制方案是怎样的？P249答：发动机的控制方案是指：根据外界干(主要反映在飞行高度和速度的变化)或驾驶员指令(油门杆位置)来改变可控变量，以保证发动机被控参数不变或按预定的规律变化，从而达到控制发动机推n=控制方案。87.发动机的控制系统由哪些元件组成？P249执行元件、供油元件等。闭环控制系统？P249答：闭环控制系统的被控对象的输出量发动机转速乃就是控制