航空发动机结构与系统课件 26喷管

《航空发动机结构与系统》项目2：发动机的主要机件单元2.6：喷管主讲教师：目录1喷管的概述3发动机噪音控制4反推装置2亚音速喷管和超音速喷管喷管喷管是指涡轮或者加力燃烧室以后组织排气的构件，它是发动机必不可少的一个部件。任务1喷管的概述1.1喷管的功用使高温、高压燃气的内能有效地转变为动能，以产生推力；通过调整喷管的面积，改变发动机的工作状态；改变推力方向，给飞机提供附加操纵力矩或者产生反推力。喷管工作的好坏，直接影响发动机的推力。1.2喷管的分类主要的分类方式类型超音速喷管（拉瓦尔，喷口面积固定或者可调）亚音速喷管（收敛形，喷口面积固定或可调）1.2喷管的分类亚音速喷管超音速喷管1.3喷管的工作原理工作原理：亚音速气流流过收敛形通道，膨胀加速。尾喷管使涡轮后的燃气继续膨胀，将燃气中剩余的动焓转化为动能。根据喷管喷出的速度大小，可以将喷管分成亚音速喷管和超音速喷管亚音速喷管是收敛形的管道，超音速喷管是先收敛后扩散的管道任务2亚音速喷管和超音速喷管2.1喷管的分类2.2亚音速喷管主体喷口外壳支板整流锥喷管2.2.1主体喷管主体有外壳、整流支板、整流锥组成其主要作用是使气流平稳的过度到喷口喷口一般做成可调的，其作用是用来改变推力的大小，对于矢量喷管，还能改变推力的方向WP-13发动机的喷口组成如下图2.2.2喷口调节环套在调节片的外面，由喷口动作筒操纵前后移动。调节环向前移动时，迫使调节片收拢，喷口直径变小；调节环向后移动时，在燃气压力作用下，调节片张开，喷口直径变大。2.2.3喷口的作动6.1亚音速喷管2.3超音速喷管工作过程亚音速收敛部分超音速扩散部分流速达到音速排气喷口气流流进超音速喷管内后，在收敛部分加速，到分解面达到音速后，在扩散部分继续加速，高速喷出6.1亚音速喷管亚音速收敛部分超音速扩散部分流速达到音速2.3超音速喷管组成任务3噪声控制发动机在工作中，为降低对外界造成环境污染，应尽可能降低噪音涡轮喷气发动机的噪音来源：空气进入进气到及在发动机流动过程中产生的噪音喷出的高温告诉燃气与外界混合所产生的噪音发动机震动造成的噪音3.1噪声来源轮风扇发动机的噪音来源：涡轮风扇发动机是低噪音的发动机，它的噪音主要来源是气体流过压气机和涡轮时所产生的噪音3.1噪声来源3.1噪声来源1.降低喷气速度2.利用吸音材料3.改变振动频率3.2常用消音方法：3.2.1.降低喷气速度噪声强度与排气速度的8次方成正比。因此降低排气的速度是最有效的消声办法。降低排气速度一般采用调节喷口面积。但是，不能随便降低排出气流的速度，否则将会影响整台发动机的性能。3.2.2波纹形消声器此种消声喷管的外壁开有若干个沿圆周均布的半椭圆形孔，各孔相应焊一个同样的波形罩。罩子出口均在喷口截面，这样形成具有特殊出口截面的收敛型尾喷管。燃气喷出时，引射周围的空气通过波形罩，提高了周围空气的流速，增大了燃气与周围空气的接触面积，加速燃气与周围空气的混合，从而达到降低排气噪声的目的。3.2.3星形消声器这种尾喷管由一组沿流路为特殊形状的通道构成，尾喷管通道首先是全圆形截面，逐渐收敛成星型或花瓣型。在此特殊形状的通道中还置有隔板，使燃气排出时的扰动增加，提高消声效果任何材料对声音都能吸收，只是吸收程度有很大的不同。通常是将对上述六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，列为吸声材料3.2.3采用吸音材料任务4反推装置反推力装置是将涡轮或加力燃烧室后的燃气(全部或部分)、涡扇发动机内涵道或外涵道的气流折转向斜前方排出而产生反推力。反推力的大小与折转的燃气流量、排气速度、折转角和飞行速度等有关1、现代飞机的刹车是十分有效的，但在潮湿、结冰或被雪覆盖的跑道上，这种有效性则可能会因飞机轮胎和跑道间的附着力损失而降低。因此需要另一种方法在规定的距离内将飞机停住。2．缩短飞机在干燥和湿滑跑道上着陆滑跑距离的一个简单而有效的方法是将排气流反向，这就是利用发动机动力作为减速力。推力反向曾经被用来在飞行中降低空速，但在现代飞机上用得并不普遍。4.1为什么需要反推任务4反推装置4.2反推的工作过程任务4反推装置4.3反推的分类反推可以分为内涵反推和外涵反推外涵反推内涵反推蛤壳形门式戽斗式门式反推4.3.2蛤壳形门式这种反推力装置位于尾喷管之前，由两扇蛤壳式反推力门、壳体、专向出口和操纵机构工作反推力工作时，两扇反推力门关闭，迫使气流转折分别通过上、下转向出口，经出口叶栅向斜前方排出，产生反推力4.3.2戽斗式门式门式戽斗式门式反推力装置用伸缩式作动器操纵，使气流反向排出。作动器安装在燃烧室向后喷射到喷管的一根导轨上，接通反推力时，液压力把作动器向后推入喷管中。当作动器向后移动锁住时，气动作动器操