3.3.5空气喷气发动机2 - 空气喷气发动机2

2015年10月航空航天概论第3章飞行器动力系统（续）发动机的分类冲压喷气发动机火箭冲压发动机涡轮冲压发动机火箭涡轮喷气发动机化学火箭发动机液体火箭发动机固体火箭发动机固-液混合火箭发动机非化学火箭发动机电火箭发动机核火箭发动机太阳能火箭发动机燃气涡轮发动机涡轮喷气发动机涡轮风扇发动机涡轮螺桨发动机涡轮桨扇发动机涡轮轴发动机垂直起落发动机火箭发动机组合发动机空气喷气发动机活塞式发动机航空航天发动机3.3

空气喷气发动机1、涡轮喷气发动机（涡喷发动机）3.3.2

燃气涡轮发动机核心机

——压气机燃烧室涡轮

核心机：压气机、燃烧室、涡轮在此基础上，按飞行器不同需要，形成多种燃气涡轮发动机。如：涡喷、涡扇、涡桨、涡轴

其他类型的燃气涡轮发动机2、涡轮螺桨发动机（涡桨发动机）螺旋桨提供拉力，燃气提供少量推力（<10%）螺旋桨减速齿轮进气道压气机燃烧室尾喷管涡轮两种基本形式：定轴式和自由涡轮式。适用于低亚音速飞行器，特别适合运输机。C-130大力神运7图95战略轰炸机关于涡桨发动机与活塞式发动机相比，功率大、耗油率低、振动小、高空性能好与喷气发动机相比，低亚声速飞行时效率高，耗油率低，经济性好但当飞行速度进一步提高到800km/h以上时，桨尖激波出现，性能大大下降在涡桨基础上发展涡扇发动机3、涡轮风扇发动机（涡扇发动机）风扇直径小，层数多，较高速度下工作风扇转动，压缩空气，分成两路。涵道比：外股气流与内股气流流量之比涡扇9能量损失小耗油率低效率高噪音水平低起飞推力大Boeing777Su27发展方向：低涵道比的军用加力发动机高涵道比、高涡轮前温度、高增压比的民用发动机4、涡轮桨扇发动机（桨扇发动机）介于涡扇和涡桨之间，桨扇无外罩壳。桨叶数多，相对螺旋桨发动机半径小，带后掠推进效率高，省油；适用于高亚音速飞行安705、涡轮轴发动机（涡轴发动机）涡桨发动机的衍生型，直升机的主要动力。比活塞发动机易于启动、功率大、质量轻、体积小，振动小，噪声低，航程、速度、升限、装载量大；但耗油率较大AH646、垂直起落发动机可转喷口的涡轮风扇发动机AH64可转喷口的涡轮扇发动机鹞垂直起落发动机可转喷口的涡轮扇发动机X-32B悬停垂直起落发动机升力风扇发动机X-35垂直起落发动机3.3.3

涡轮喷气发动机的工作状态起飞状态：推力最大，转速和涡轮前温度都最高，允许工作5～10min最大状态：起飞推力的85%～90%，工作<30min额定状态：推力等稍低于最大状态，连续工作巡航状态：起飞推力的65%～75%

耗油率低，经济性好，连续工作慢车状态：起飞推力3%～5%，稳定的最小转速状态，效率很低，允许工作5～10min3.3.4涡轮喷气发动机比较及适用性

均有压气机涡桨、桨扇、涡扇桨扇有外壳，涡桨和桨扇涵道比极大桨扇桨叶多，涡桨桨叶少，涡扇层数多分别适合低亚、高亚和超声速桨扇与涡桨比，桨叶直径小，数目多涡扇是军、民机发展趋势涡喷：亚、超声速战斗机涡扇：亚、超声速民机、运输机和战斗机涡桨：低亚声速民机、运输机桨扇：高亚声速民机、运输机涡轴：军、民用直升机垂直起落发动机：短距与垂直起落战斗机3.3.5

冲压喷气发动机组成——进气道（扩压器）、燃烧室、尾喷管无压气机燃油喷嘴燃油室进口推进喷管速气流减速，压力提高，压气机、涡轮及其连接件均可去掉。只适用于马赫数大于0.5以上的飞行，速度越大越好。优点：构造简单、重量轻、推重比大、成本低。缺点：静止时不能启动，低速时效率低。一般与其他发动机组合，或靠其他飞行器带飞（靶机、亚/超音速巡航弹等）。按应用范围分为：亚声速、超声速和高超声速冲压发动机三类。X43A超然冲压发动机(M>5)燃烧室气流速度超音速国产超音速反舰导弹采用两台亚燃冲压发动机（M<5)3.3.6脉冲式空气喷气发动机进气活门周期性打开