航空发动机基本原理.ppt

2 航空发动机基本原理与分类,对飞机来说,没有发动机技术的进步,再巧妙的设计都只能停留在地面上.,航空发动机分类,1.活塞式发动机,航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸)内燃烧,膨胀作功的机械.活塞式发动机必须带动螺旋桨,活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动,并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动.曲轴是发动机输出功率的部件.曲轴转动时,通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力.小型民用飞机常用.,火花塞通过高压电产生了电火花,将混合气体点燃，,汽油和空气的混合气体,进气门,气缸,直列式发动机(4个汽缸肩并肩地排成一排,一般的车都用),水平对置发动机,V 型发动机(6个汽缸排列在成一定角度的两个平面上),拉力式螺旋桨,推力式螺旋桨,飞机的星形发动机,喷气式发动机的基本原理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力推动飞机向前飞行。,2.脉动式喷气发动机(结构简单,体积小,但推力不 稳定,不适合载人,一般导弹用),燃烧室,进气道,供油,节气活门,充气(节气活门打开),点火(节气活门关闭),喷管和推进喷口,3.冲压式喷气发动机(结构简单、体积小、推力大、加速快,必须吸入高速气流才能工作,所以必须与其它发动机组合使用(一般借助火箭发动机助推,不适合循环使用,超音速无人靶机和导弹用),燃油喷嘴,燃烧室,推进喷管,进气道,可调进气道,加力燃油喷嘴,燃烧室,供氧与供油,可调喷管,火箭/冲压组合式喷气发动机,4.涡轮喷气发动机(加速快,耗油大,战斗机用),进气道,加力式涡轮喷气发动机,可调进气道(大面积),可调进气道(大面积),进气口导流叶片(打开),进气口导流叶片(关闭),低马赫数,高马赫数,可调喷口(大面积),可调喷口(小面积),涡轮喷气发动机,美国F-22的发动机F119-PW-100(拥有二元矢量喷口,代表了世界最高水平),吴大观，“中国航空发动机之父”,吴大观，“中国航空发动机之父”,1937年,保送西南联大机械系,三年级转读航空系。1942年,大学毕业,被分配到当时国内唯一的航空 发动机厂贵州大定航空发动机厂。1944年,被工厂选送到美国来康明发动机厂和普惠 公司学习深造。1946年,回国,在北京大学教授航空发动机设计。1956年,组建我国第一个喷气发动机设计室。1978年,领导对英国斯贝发动机专利的仿制工作。1985年,以吴大观为首的9位专家联名上书中央,小平同志亲自批示,太行发动机正式立项。2009年,吴大观在北京去世。,5.涡轮风扇发动机(油耗低,难度高,大型民用客机用),中心轴,非加力式涡扇发动机,加力式涡扇发动机,6.涡轮轴发动机(功率大,直升机用),进气道,燃烧室,自由动力涡轮,普通涡轮,低压压气机,动力输出,高压压气机,回流燃烧系统,双轴涡轮轴发动机(带自由动力涡轮的),7.涡轮螺旋桨发动机(噪音小,寿命长,中低速飞机用),燃气发生器,动力输出,双轴轴流式涡轮螺桨发动机,单面进气双级离心式涡轮螺桨发动机,8.螺桨风扇发动机,可用速度高,低油耗,但是由于转速较高,产生的振动和噪音也较大,目前正处于研究和实验阶段。,螺桨-风扇,燃气发生器,安-70采用的桨扇发动机(俄罗斯),带有外涵道的桨扇发动机,优点：涵道比大,省油;增加10%推力;减少噪音。缺点：造价提高。,新型的HK-93涵道浆扇发动机(俄罗斯),9.真空能发动机,现代物理学认为：真空不是一无所有,“真空是物质的凝聚态”(李政道语),真空是能量海,蕴藏着极大的能量。有人说1立方厘米真空里面含有1095克的能量,通过质能互换定理(E=mc2),可以把真空中的能量看成无穷大。,我国科学家高歌在真空能发动机方面做了大量的研究,证明了真空能的存在和提取的可能性,也证实了在航空发动机上应用的可能性。,火箭发动机通过燃烧室燃烧将燃料加热膨胀,使气体从喷嘴喷出产生反作用力,即推力.包括：液体火箭发动机；固体火箭发动机；等离子火箭发动机（研究中）.,火箭发动机,1.液体火箭发动机,液体燃油,燃烧室,推力喷管,推进剂喷嘴,氧,2.固体火箭发动机,点火药包,火药柱,保险装置,喷管,燃气通道,从地球到火星,传统液体火箭需要250天,而等离子火箭只需39天。,3.等离子火箭发动机,奇妙的机械,椭圆规,马耳他十字机芯(用于控制时钟的秒针运动),缝纫机,斯特林发动机,舰炮弹药装填系统(弹药与战斗部分离),优点:结构简单,体积小,重量轻.缺点:容易漏气,难维修.,旋转活塞式发动机,转子发动机是内燃机的一种,把热能转为旋转运动而非活塞运动,如马自达RX8.,