任务3.4-认知燃气涡轮发动机

项目3·认知无人机动力系统任务3.4认知燃气涡轮发动机高速旋转的涡轮——燃气涡轮发动机认知课程导入气流连续式做功，燃气喷射生推力，类型多各有优劣。燃气涡轮发动机工作原理与特点01燃气涡轮发动机与活塞式发动机工作原理的本质区别是什么？活塞式发动机属于往复间歇做功；涡轮发动机为连续气流做功。空气经压缩、燃烧后高速喷出，依靠动量变化，遵循牛顿第三定律来产出推力。02燃气涡轮发动机为什么能够产生巨大推力？压气机对空气进行大幅度压缩，压缩后的空气和燃油混合燃烧，生成高温高压燃气高速向外喷出。涡扇发动机还额外依靠大涵道风扇，和核心喷流一起共同输出推力。03燃气涡轮发动机有哪些主要类型，具备怎样的优缺点？分为涡喷、涡扇、涡桨、涡轴，无人机常使用涡扇、涡桨，直升机多用涡轴。它功率密度高、振动小，适配高速大载重场景；但耗油率偏高，制造成本昂贵。课程目录本任务知识模块高速旋转的涡轮——燃气涡轮发动机认知燃气涡轮发动机的发展历史简述燃气轮机国内外发展历程，介绍国内机型与航空四类燃气涡轮发动机01燃气涡轮发动机的核心部件介绍压气机、燃烧室、涡轮三大核心部件的功能、分类与结构02燃气涡轮发动机的工作原理燃气涡轮依布雷顿循环，经进气加压燃烧排气，实现热能向机械能转换0301燃气涡轮发动机的发展历史简述燃气轮机国内外发展历程，介绍国内机型与航空四类燃气涡轮发动机燃气涡轮发动机的发展历史第一部分·燃气涡轮发动机的发展历史国外发展历程1791年｜英国约翰・巴伯，提出燃气涡轮发动机原始构想1872年｜德国施托尔策，设计全叶片式燃气涡轮发动机，试验失败1905年｜法国勒梅尔、阿芒戈，造出首台可输出功率样机，效率低未实用1920年｜德国霍尔茨瓦特，第一台实用燃气涡轮发动机20世纪30年代｜高效率轴流式压气机、耐热钢问世，等压加热循环实现应用阿芒戈-勒梅尔燃气涡轮发动机霍尔茨瓦特1920年发明的燃气涡轮发动机燃气涡轮发动机的发展历史第一部分·燃气涡轮发动机的发展历史国内自主发展R0110重型燃气轮机国内首台具备自主知识产权的重型燃气轮机牵头单位：中科院工程热物理研究所2008年12月，在沈阳完成国家阶段验收R0110重型燃气轮机航空燃气涡轮发动机四大基本类型涡轮喷气发动机（涡喷）涡轮螺旋桨发动机（涡桨）涡轮风扇发动机（涡扇）涡轮轴发动机（涡轴）02燃气涡轮发动机的核心部件介绍压气机、燃烧室、涡轮三大核心部件的功能、分类与结构压气机第二部分·燃气涡轮发动机的核心部件功能：高速旋转叶片对空气做功，提高进气压力，向燃烧室供给高压空气。两类结构

轴流式压气机：多级转子+静子，效率高，多用于大型航空发动机离心式压气机：叶轮结构，结构简单，多用于辅助动力装置压气机燃烧室第二部分·燃气涡轮发动机的核心部件燃烧室功能：将压缩空气与燃料混合，持续燃烧，生成高温高压燃气。常见结构形式：环形、管形、环管形主要组成：火焰筒、喷油嘴、点火装置涡轮第二部分·燃气涡轮发动机的核心部件功能：把燃气的能量转换为机械能，驱动压气机以及外部负载。分类高压涡轮：主要用来驱动压气机低压涡轮：主要驱动风扇或者螺旋桨涡轮的工作原理燃气涡轮发动机内部结构03燃气涡轮发动机的工作原理燃气涡轮依布雷顿循环，经进气加压燃烧排气，实现热能向机械能转换燃气涡轮发动机的工作原理第三部分·燃气涡轮发动机的工作原理工作循环：布雷顿循环（定压加热循环）

核心过程：压缩→燃烧→膨胀，全程连续流动。三大核心部件协同：压气机、燃烧室、涡轮。能量转换：燃料的热能转化为旋转机械能。燃气涡轮发动机三大核心部件完整四阶段工作流程第三部分·燃气涡轮发动机的工作原理工作四个阶段进气阶段：起动机驱动压气机旋转，吸入大气空气并压缩，空气升温至200‑400℃；转速达标后起动机脱开。加压阶段：高压空气流入燃烧室，与雾化燃油混合，点火产生1000‑1600℃高温高压燃气。燃烧阶段：高速燃气冲击涡轮叶片，涡轮高速转动，将燃气能量转变为机械能，驱动压气机与负载。排气阶段：做完功的燃气直接排入大气，属于开式循环。燃气涡轮发动机工作状态图课堂总结任务3.4认知燃气涡轮发动机燃气涡轮发动机知识总结燃气涡轮发动机的三大核心部件是什么，各自承担什么功能？1燃气涡轮发动机的发展历史2燃气涡轮发动机的核心部件梳理燃气涡轮发动机国外研发演进历程，介绍我国R0110重型燃气轮机，列出涡喷、涡扇、涡桨、涡轴四大航空发动机类型。燃气涡轮三大核心部件：压气机压缩空气，燃烧室混合燃料燃烧，涡轮将燃气能量转为机械能，驱动压气机与外部负载。3燃气涡轮发动机