北航-发动机原理(第3章1节).ppt

1、第三章 涡喷发动机,研究涡喷发动机在各种条件下性能的变化 影响发动机性能变化的原因: 1. 飞行条件 2. 油门位置 3. 调节规律 4. 大气条件,第一节 各部件的共同工作,一、共同工作及共同工作线 各部件组合成整台发动机，部件间的相互作用和影响称为“共同工作”。 各部件必须满足的共同工作条件： 流量连续 压气机与涡轮功率平衡 压气机与涡轮转速相等：nknT 压力平衡：P2*b=P3*,压气机与涡轮流量连续,压气机 进口空气流量 涡轮导向器 喉道燃气流量 涡轮导向器 当处于临界 或超临界时 q(dx)=1 增压比与温比、q(1)的关系,当温度比一定时，发动机流通能力与增压比成正比； 温度比越

2、高，等值线越陡； 当进气温度一定时，提高涡轮前温度将导致压气机工作点移向喘振边界。,压气机与涡轮功率平衡,单位压气机功 单位涡轮功 功平衡 当涡轮膨胀比等于常数时： B为常数,压气机所需功率与涡轮前温度、涡轮膨胀比的关系 当飞行条件变化引起压气机功变化时，为维持功平衡，必须改变涡轮前温度或涡轮膨胀比，否则将导致转子转速变化。,功平衡方程 当涡轮膨胀比为常数时 流量连续,发动机共同工作方程,联立消去 温度比 膨胀比=常数 几何尺寸固定 获得 共同工作方程 共同工作线,涡轮与尾喷管共同工作,涡轮导向器 喉道截面流量 尾喷管 喉道截面流量 流量连续条件 引入多变指数n 涡轮和尾喷管临界状态或超临界时

3、 q(dx)=1；q( 8) =1 且Adx、A8固定不变 T*=常数,发动机共同工作线在压气机特性图上的表示,一台几何不变的发动机，当尾喷管处于临界工作状态时： 无论飞行条件或发动机工作转速如何变化 发动机的共同工作点总在同一条工作线上移动 共同工作线与每一条等相似转速线有唯一交点,发动机共同工作线,当飞行条件一定时： 转速增加，工作点沿工作线右上移 转速降低，工作点沿工作线左下移 当转速一定时： 飞行M数增加，工作点沿工作线左下移 飞行高度增加（低于11公里），工作点沿工作线右上移 飞行条件、转速变化归结为,发动机共同工作线,当A8变化时，引起涡轮膨胀比变化，共同工作线移动， A8 越小，

4、越靠近喘振边界。 当尾喷管进入亚临界状态时，对应每一个飞行M数有一条共同工作线，M数越低，越靠近喘振边界。,涡轮膨胀比随尾喷管喉道截面积成正比变化 为维持功平衡，涡轮前温度必须变化 涡轮前温度变化引起共同工作点移动 A8 减小，工作点移向喘振边界 A8 增大，工作点远离喘振边界,重要结论,发动机各部件共同工作的结果共同工作线。 无论飞行条件或发动机工作转速如何变化，发动机的工作点总在共同工作线上移动。 当A8变化时，引起涡轮膨胀比变化，共同工作线移动， A8 越小，越靠近喘振边界。,二、调节规律,由各部件共同工作关系，发动机工作点构成共同工作线，但即使已知飞行条件，仍不能确定发动机在工作线的哪

5、一点工作。 为控制工作点在工作线上的落点，必须对发动机进行自动调节。 自动调节装置的目的： 最大限度发挥性能潜力和最有利使用发动机 满足飞机在不同飞行条件下的要求； 确保发动机工作安全； 便于驾驶员操作。,最大状态调节规律,目的： 在任何飞行条件下，发动机尽可能发出最大推力。 三种可能的调节规律 n = nd， A8=C T3* = T3*d， A8=C n = nd， T3* = T3*d,n = nd， A8=C,当飞行条件变化 qmf n = nd n 被调参数 qmf 调节中介 T3*将随飞行条件变化。,转速 调节器,发动机,nnd,qmf,n,T3* = T3*d， A8=C,当飞行条件变化 qmf T3* = T3*d T3* 被调参数 qmf 调节中介 n将随飞行条件变化,T3* 调节器,发动机,T3*T3*d,qmf,T3*,n = nd， T3* = T3*d,当飞行条件变化 qmf n = nd A8 T3* = T3*d n 、T3* 被调参数 qmf 、 A8调节中介 A8将随飞行条件变化,转速 调节器,发 动 机,nnd,qmf,n,T3* 调节器,T3*T3*d,A8,T3*,在