[法律资料]发动机07石头版.doc

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1、2012年7月谦少整理版插图、新题+答案1. 涡喷发动机的工作原理 ？涡喷发动机以空气为介质，l 进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；l 压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；l 空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将化学能转变成热能，生成高温高压燃气；l 燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；l 燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。2. 涡轮发动机的特征，什么是燃气涡轮发动机的特性？发动机特性分哪几种？特征：l 发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能，l 同时作为一个推进器，它利用所产生的机械能使发动机获得

2、推力。发动机的特性：燃气涡轮发动机的 推力和燃油消耗率随发动机转速、飞行高度和飞行速度的变化规律叫发动机特性。发动机特性分为：转速特性：保持飞机高度和飞机速度不变的情况下，发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。高度特性：在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞机速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。速度特性：在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度（或马赫数）的变化规律叫速度特性。3. 净推力和总推力根据牛顿第2，第3定律，气流进入发动机和离开发动机的动量发生变化，产生推力。净推力：取决于离

3、开发动机的燃气动量与进来的空气动量加进来的燃油动量。净推力还包括喷管出口的静压超过周围空气的静压产生的推力。Fn=Qma(Vj-Va)+Aj(Pj-Pam)Qma * Va = Fd,Fd造成两个影响，1是冲压，提高燃烧效率效率，即冲压影响。2是阻力。即空速的影响。两者一正一付，从p17的图看一看出，总的影响是增加的。即，空速的提高，推力增加。总推力：是指当飞机静止时发动机排气产生的推力，包括排气动量产生的推力和喷口静压和环境空气静压之差产生的附加推力。Fg=Qma(Vj)+Aj(Pj-Pam)。正常飞行时，压气机、扩压器、燃烧室、排气锥产生向前推力，涡轮、尾喷口产生向后的推力。4. 影响热效

4、率的因素？热效率表明，在循环中加入的热量有多少变为机械功。热效率也称做内效率。影响因素有：l 加热比（涡轮前燃气总温）增大，热效率也增大。l 压气机增压比，提高，热效率增大，当增压比等于最经济增压比时，热效率最大，继续提高增压比，热效率反而下降。l 压气机效率和增大，热效率也增大。l 涡轮效率。增大，热效率也增大。5. 进气道的作用？什么是进气道总压恢复系数？l 一是尽可能多的恢复自由气流的总压并输送该压力到压气机，这就是冲压恢复或压力恢复；l 二是提供均匀的气流到压气机使压气机有效地工作。（畸变系数）进气道出口截面的总压与进气道前方来流的总压比值，叫做进气道总压恢复系数，该系数是小于1的数值

5、，表示进气道的流动损失。6. 进气道冲压比的定义，影响冲压比的因素？进气道的冲压比是：进气道出口处的总压与远方气流静压的比值。冲压比越大，说明空气在压气机前的冲压压缩程度越大，影响冲压比因素：流动损失，飞行速度和大气温度。（大气密度、高度、发动机转速）：当大气温度和飞行速度一定时，流动损失大，则冲压比下降；当大气温度和流动损失一定时，飞行速度越大，则冲压比增加；当飞行速度和流动损失一定时，大气温度上升，则冲压比下降。7. 压气机分哪两种？目前燃气涡轮发动机中常采用哪一种，为什么？离心式和轴流式。目前燃气涡轮发动机中常采用轴流式压气机。这是因为轴流式压气机具有下述优点：l 总的增压比高，l 压气

6、机效率高，l 单位面积的流通能力高，l 迎风面积小，l 阻力小。缺点：l 单级增压比低，l 结构复杂离心式优点：l 单级增压比高，l 压气机稳定工作范围宽，l 结构简单可靠，l 重量轻，l 长度短，l 起动功率小，缺点：l 流动损失大，l 效率低，l 单位面积的流通能力低，l 迎风面积大，l 阻力大8. 进口导向叶片的功能是什么？决定进入压气机叶片气流攻角的因素是什么？为了保证压气机工作稳定，有的在第1级工作叶轮前还有一排不动的叶片称为进口导向叶片。其功能是引导气流的流动方向产生预旋，使气流以合适的方向流入第1级工作叶轮。决定因素是：l 工作叶轮进口处的绝对速度（包括大小和方向），l 压气机的

7、转速。9. 什么是压气机的流量系数？影响压气机流量系数因素有哪些？物理意义是什么？压气机的流量系数是工作叶轮进口处的绝对速度在发动机轴线的分量和工作叶轮旋转的切向速度之比。影响流量系数的因素有两个：一个是转速，另一个是叶轮进口处的绝对速度。物理意义：流量系数比设计值小，会使气流在叶背处发生分离；流量系数比设计值过大，使气流在叶盆处发生分离。10. 简要说明空气在多级压气机中的流动。基元级的叶栅通道均是扩张形的。在叶轮内，绝对速度增大，相对速度减小。同时，总压、静压和总温、静温都升高；在整流器内，绝对速度减小；静压和静温升高，总压略有下降，总温保持不变。由此可见，空气流过基元级时，不仅在叶轮内受

8、到压缩，而且在整流器内也受到压缩。11. 基元速度三角形、气流攻角、影响攻角的因素及物理意义速度三角形：基元级包括一级转子和一级静子。这两排叶栅中动叶叶栅以圆周速度运动，静叶叶栅静止不动。从静叶出来的气流速度是绝对速度。进入动叶的气流速度是相对速度。绝对速度等于相对速度和圆周速度的向量之和。这就是速度三角形。攻角：工作叶轮进口处相对速度的方向和叶片弦线之间的夹角叫攻角。影响攻角的因素有两个：一个是转速，另一个是工作叶轮进口处的绝对速度（包括大小和方向）。物理意义：流量系数小于设计值，呈正攻角，会使气流在叶背处分离，而这种气流分离扩展到整个叶栅通道时导致压气机喘振；大于设计值，呈负攻角，会使气流

9、在叶盆出分离，形成涡轮状态。 12. 什么是压气机的喘振？导致喘振的根本原因是什么？喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频高振幅的振荡现象。l 导致喘振的根本原因是由于气流攻角过大，在叶背处发生分离l 而这种气流分离扩展到整个叶栅通道。13. 在压气机中，什么是预旋和正预旋？说明正预旋的作用？第一级工作叶轮进口处绝对速度在切线方向的分量称为预旋。l 若叶轮进口处绝对速度的切向分量与叶轮旋转的圆周速度方向一致，称为正预旋，l 否则称为负预旋；预旋是由进气导向器产生的，目的是改变相对速度的方向，减小气流攻角，避免气流在叶背处发生分离，防止压气机喘振。14. 压气机的增压比的定义是什么？它与级增压比是

10、什么关系？压气机的增压比是：压气机出口处的总压与压气机进口处的总压之比。压气机的增压比等于各级增压比乘积。15. 发动机流量特性,喘振边界定义,喘振裕度定义？压气机的性能参数即增压比和效率随工作参数即压气机的空气流量、压气机转子转速、进入压气机的空气总温、总压的变化规律称为压气机特性。l 在进入压气机的空气总温、总压保持不变的情况下，l 压气机的增压比和效率l 随进入压气机的空气流量、压气机转子转速的变化规律称为压气机的流量特性。喘振边界：即不同转速下喘振点的连线。喘震裕度：为了避免压气机喘振，必须保持工作线和喘振线有足够的距离，这个距离用喘振裕度来衡量。更具体的说，喘振裕度为在同一空气流量下

11、，喘振点和工作点的增压比之差与工作点增压比的比值。16. 涡轮发动机压气机防止喘振的方法和原理？原理：压气机在非设计状态下通过一些措施也能保持与压气机几何形状相适应的速度三角形，从而使攻角不要过大或过小。方法：采用放气活门或放气带、压气机静子叶片可调和多转子l 采用放气活门或放气带：通过改变气流流量即改变工作叶轮进口处绝对速度轴向分量的大小改变其相对速度的大小和方向，使前面的攻角减小，后面的攻角增大，达到防喘目的；l 压气机静子叶片可调：即改变静子叶片的安装角，通过改变工作叶轮进口处绝对速度的切向分量大小也称预旋量，从而改变进口处相对速度的方向，减小攻角进行防喘；多转子：l 通过改变转子转速，

12、即改变压气机动叶的切向速度来改变工作叶轮进口处气流相对速度的方向，减小攻角而达到防喘目的。17. 双转子发动机的防喘原理？双转子或三转子的防喘原理是通过分别改变低压压气机和高压压气机的转速，以减小攻角，达到防喘的目的。18. 压气机叶片为什么要扭转？如何扭转？压气机叶片的扭转主要是因为转子叶片呈翼型截面形状，通常涉及沿其长度有一压力梯度，以保证空气维持一个比较均匀的轴向速度，向叶尖方向逐渐变高的压力抵消转子作用在气流上的离心作用，为此必须将叶片从叶根向尖部“扭转”，以便在每一点都有一个正确的攻角。叶片的扭转情况是：l 在叶尖处叶型弯度小，叶型安装倾斜度大；l 在叶根处叶型弯度大，叶型安装倾斜度

13、小。流过压气机的空气在其内外壁面处产生两个边界层，直将气流减慢到滞止的程度。为了补偿边界层中的缓慢气流，在叶片的尖部和根部局部增加了叶片的弯度，叫做端部弯曲。19. 发动机燃烧室的特点与要求？燃烧室的任务是将通过喷嘴供应的燃油和压气机供应的空气混合燃烧释放能量，供给涡轮所需的均匀加热的平稳燃气流。l 这一任务必须以最小的压力损失来完成，l 并且在有限的可用空间里释放出最大的热量。特点：l 燃烧室在高温下工作，条件恶劣。燃烧室工作的好坏直接关系发动机工作与性能；l 承受燃烧产物造成的腐蚀以及温度梯度产生的蠕变失效和由振动力产生的疲劳。基本要求是：l 点火可靠（影响点火可靠的因素是燃油与空气的比例

14、）、l 燃烧稳定（燃烧的稳定性是指在宽广的工作范围内平稳燃烧和火焰的保持能力，稳定燃烧的条件是燃烧时气流速度等于火焰的传播速度）、l 燃烧效率高（常用来衡量燃烧完成的程度）、l 压力损失小、l 尺寸小（意味在单位燃烧室空间中，在单位时间内可用燃烧更多的燃油，常用容热强度来衡量燃烧室容积的利用程度）、l 出口温度场分布满足要求（ 火焰除点火过程的短暂时间外，不得伸出燃烧室；在燃烧室出口环形通道上的温度分布尽可能均匀；在径向上靠近叶尖和叶根处的温度应低一些，而距离叶尖大约1/3处温度最高）、l 燃烧完全、l 排气污染小（碳氢化合物、烟、一氧化碳和氮的氧化物）、l 寿命长。 20. 余气系数的定义和

15、意义？余气系数(a)：是指进入燃烧室的空气流量与进入燃烧室的燃油流量完全燃烧所需要的最少的理论空气量(L)之比。意义：余气系数表示贫油和富油的程度。l 余气系数小于1时，为富油。l 余气系数大于1时，为贫油。l 在贫油和富油极限之间，火焰才能稳定燃烧。（油气比f是进入燃烧室的燃油流量与空气流量的比值，与余气系数的关系是：f=1/aL。）21. 目前涡轮风扇发动机大多采用什么类型的燃烧室？为什么？大多采用环型燃烧室。环型燃烧室的优点有：环形面积利用率高；l 迎风面积小，l 重量较轻；l 点火性能好；l 总压损失小；l 出口温度分布能满足要求；l 燃烧室的壁面积少，需要的冷却空气量减少，l 燃烧效

16、率提高，因此实际上是消除了未燃烧的燃油，并将一氧化碳化成二氧化碳，减少了空气的污染。同一功率输出而言，燃烧室的长度只有同样直径的环管形燃烧室长度的75%，节省了重量和成本。l 另外，它消除了各燃烧室之间的燃烧传播问题。环形燃烧室缺点：制造成本高，拆卸困难和耗费时间。管型燃烧室优点：设计简单，结构强度好，能够单个的拆卸和更换；缺点：它们较重和需要更多的空间，还需要复杂的来自压气机的空气供应管路，导致气动损失非常高，并且从一个室到其他室的点火困难。管环燃烧室优点：比多管燃烧室尺寸小，重量轻，不需要复杂的空气供应管路，结构强度好，缺点：气动损失相当高和从一个火焰筒到另一个点火困难）22. 燃烧室中安

17、装旋流器的主要作用? 旋流器是由若干个旋流片按一定角度沿周向排列成的。旋流器安装在火焰筒的前部，当空气流过旋流器时，由轴向运动变成旋转运动，气流被惯性离心力甩向四周，使燃烧室的中心部分空气稀薄，形成一个低压区，于是火焰筒四周的空气及后部一部分高温燃气便向火焰筒的低压区倒流，形成回流，使气流轴向速度比较小，形成稳定的点火源，提高燃烧效率。（在燃烧室中有回流的地方叫回流区，回流区外边的叫主流区）23. 进入燃烧室的第一股气流和第二股气流各有什么作用？第一股由燃烧室的头部经过旋流器进入，约25%左右，与燃油混合，组成余气系数稍小于1的混合气体进行燃烧。第二股气流由火焰筒壁上开的小孔及缝隙进入燃烧室，

18、占总进气量的75%左右，用于降低空气速度，补充燃烧，与燃气掺混，稀释并降低燃气温度，满足涡轮对温度的要求，冷却保护火焰筒。24. 燃烧室中的主燃区，补燃区，掺混区的主要作用是什么？主燃区：占总进气量25%左右的气流从火焰筒的头部经旋流器进入燃烧室，与燃油混合，形成余气系数稍小于1的混合气，进行燃烧。|补燃区：从火焰筒壁开的小孔及缝隙进入的第二股空气与剩下的燃油进行补充燃烧。|掺混区：使第二股气流与燃气进行混合，降低燃气的温度并控制燃烧室出口处的温度分布以满足涡轮的要求，冷却保护火焰筒。25. 燃烧室常见故障是什么？造成这些故障的主要原因是什么？常见故障有局部过热和熄火。局部过热会造成火焰筒各处

19、的温差过大，引起火焰筒变形和裂纹，造成局部过热的原因有燃油分布不均匀和空气流动遭到破坏。熄火分为贫油熄火和富油熄火，其根本原因是油气比超出稳定燃烧的范围。26. 涡轮工作叶片安装到轮盘上的最佳型式是什么？它的优缺点是什么？枞树型榫头。优点：1重量轻，由于叶片榫头呈楔形，所以材料利用合理；2强度高；3高温下工作对热应力不敏感；4拆装及更换叶片方便。缺点：1加工精度要求高，2容易出现裂纹。（为了保证载荷能有所有的齿分担，这种榫头要做非常精密的机械加工。当涡轮处于静止时，叶片在齿上是活动的，当涡轮旋转时，在离心载荷作用下根部才变成刚性结合。）27. 涡轮叶片带冠的优点？优点：l 减少燃气漏过叶片顶部

20、时的效率损失，提高涡轮的效率；l 增强叶片的刚度；l 降低叶片的振动。（带冠的涡轮叶片主要用在低转速的低压涡轮上，工作叶片不带冠的主要用于高转速的涡轮，可以通过涡轮间隙主动控制系统保持间隙最佳。叶冠增加了重量但可将叶型做的更薄而抵消。）28. 用于涡轮发动机涡轮叶片的两种结构型式是什么？说明其特点。涡轮叶片型式有带冠叶片和不带冠叶片。带冠叶片增加刚度，减少振动，叶型薄可抵消叶冠重量增加，降低二次损失，提高涡轮效率。不带冠的叶片重量轻，叶尖间隙可以通过涡轮间隙主动控制技术提高涡轮效率。（带冠的涡轮叶片主要用在低转速的低压涡轮上，工作叶片不带冠的主要用于高转速的涡轮，可以通过涡轮间隙主动控制系统保

21、持间隙最佳。）29. 发动机涡轮叶片的冷却方式？冷却方式：对流、冲击、气膜冷却涡轮导向器和转子叶片都做成空心的。冷却的作用是一方面增加涡轮的使用寿命，另一方面得到更好的涡轮效率，这是通过冷却外部涡轮机匣实施的，冷却空气来自高压压气机的空气冷却。对流冷却：是最简单的方法，冷却空气从叶片的底部和顶部的孔进入流经叶片的内部通路最后从叶片后缘流出同热的燃气汇合；冲击冷却：对于涡轮喷嘴导向叶片和转子叶片是较好的冷却方法。冷却空气首先流进嵌入叶型空心的管，管内有许多小孔作为喷嘴，冷却空气通过这些喷嘴冲击叶型内壁。冷却空气最后从叶片后缘流出同热的燃气汇合；气膜冷却：冷却空气经在涡轮叶型上钻的小孔流入热燃气，

22、在涡轮叶片和导向器的外壁形成薄的气膜，该冷却气膜阻止燃气同涡轮材料直接接触，所以冷却效果最有效，但是钻这些小孔非常困难，费用高。大多数现代燃气发动机上使用组合冷却方式，l 涡轮第一级喷嘴导向叶片和第一级转子叶片，采用对流、冲击、气膜冷却；l 第二级喷嘴导向叶片采用对流和冲击冷却。l 第二级转子叶片仅用对流冷却即可。30. 什么是涡轮叶片的蠕变？原因是什么？涡轮叶片超过一定工作期间，叶片在长期的应力作用下，特别是材料经受的温度高，叶片会慢慢的伸长，这样现象称为蠕变，这类变形当载荷去掉以后不能回到原始形状。它是由于负荷的长期作用结果产生的塑性变形，与时间和温度相关。涡轮叶片蠕变是由热负荷和离心负荷

23、长时间作用引起的。蠕变是离心力、材料温度和时间的函数。31. 涡轮落压比的定义？双转子发动机在什么转速下高压涡轮落压比不变？为什么？涡轮落压比是涡轮进口处的总压与涡轮出口处的总压之比。高压涡轮的落压比在中等转速以上就保持不变。 涡轮落压比随转速的变化规律：1. 当涡轮导向器最小截面处处于临界或超临界状态时，涡轮的落压比为常数；2. 当涡轮导向器最小截面处处于临界或超临界状态, 而喷管处于亚临界状态时,随着转速下降, 涡轮的落压比下降; 这时涡轮落压比的变化是由最后一级涡轮落压比的变化造成的, 而其它各级涡轮的落压比不随转速而变化。3. 当涡轮和喷管均处于亚临界状态时,随着转速减小, 涡轮的落压

24、比减小。各级落压比都减小, 而且越靠后的级落压比减小得越多。l 由此可以看出，对于多转子发动机的高压涡轮，只要第一级导向器处于临界或超临界状态，则涡轮落压比就保持不变。l 双转子涡喷发动机，喷管处于临界或超临界工作状态时，高压涡轮落压比保持不变。32. 什么是喷管的实际落压比和可用落压比？它们之间的关系什么？喷管的实际落压比，简称落压比，是喷管进口处的总压与喷管出口处的静压之比。可用落压比是喷管进口处的总压与喷管出口外的反压（大气压）之比。关系：实际落压比可以小于或等于可用落压比，实际落压比不能大于可用落压比，这是因为收敛喷口处的静压可以大于或等于反压。33. 什么叫喷管？喷管分为哪两种基本类

25、型？凡是使气流压力下降，速度增加的管道叫喷管。（安装在涡轮的后面，使从涡轮流出的燃气膨胀、加速，以一定的速度和要求的方向排入大气，得到所需推力的管道，称为喷管）。喷管分为亚音速喷管和超音速喷管。l 亚音速喷管是收敛形 的管道，包括排气管（尾管）、排气锥（排气塞）、整流支柱、收敛喷口。l 超音速喷管是先收敛后扩张形的管道。34. 简述燃气涡轮发动机喷管的功用。1. 安装在涡轮的后面，其主要功用是使从涡轮流出的燃气膨胀、加速，以一定的速度和要求的方向排入大气，得到所需的推力；2. 通过改变喷气排出方向的反推力装置可以按需要产生反推力，降低落地后的滑跑速度，缩短滑跑距离；3. 矢量喷管是能使排气流在

26、一定范围内变化的喷管，这种推力方向的改变主要用来操纵飞机；4. 设计消音喷管可以减低产生的噪音；5. 调节喷管临界面积可改变发动机的工作状态。35. 排气锥（排气塞）和外壁之间的通道通常做成扩散形的，为什么？降低气流的速度，以减小摩擦损失。从发动机涡轮流出的燃气进入排气系统，由于燃气速度高会产生很高的摩擦损失，所以气流的速度要通过扩散加以降低，这是通过将排气锥和外壁之间的通道面积不断地加大实现。36. 亚音速喷管的三种工作状态？亚临界工作状态：当可用落压比小于1.85时，喷管处于亚临界状态。这时喷管出口气流马赫数小于1，出口静压等于反压，实际落压比等于可用落压比，是完全膨胀。临界工作状态：当可

27、用落压比等于1.85时，喷管处于临界状态。这时喷管出口气流马赫数等于1，出口静压等于反压，实际落压比等于可用落压比，都等于临界压比。是完全膨胀。超临界工作状态：当可用落压比大于1.85时，喷管处于超临界状态。出口静压等于临界压力而大于反压，实际落压比小于可用落压比，是不完全膨胀。（双转子涡喷发动机，喷管处于临界或超临界工作状态时，高压涡轮落压比保持不变）状态可用落压比实际与可用膨胀静压与反压亚临界 1.85不完全大于37. 什么是转子支承方案？如何表示？发动机中，转子采用几个支承结构（支点），安排在何处，称为转子支承方案。为了表示转子支点的数目与位置，常用两条前、后排列的横线分别代表压气机转子

28、和涡轮转子，两条横线前后及中前的数字表示支点的数目。如：1-3-0（转子上承受的各种负荷由支承结构承受并传至发动机机匣上，最后通过安装节传至飞机结构上，轴承的数目由转子的长度轴和重量决定，一般都采用滚珠轴承和滚柱轴承用于支承发动机的主转子轴，在支承方案简图中，小圆圈表示滚珠轴承，小方块表示滚柱轴承）38. 转子上止推支点的作用？一个转子有几个止推支点？转子上的止推支点（固定轴承）除承受转子的轴向负荷、径向负荷外，还决定了转子相对机匣的轴向位置。每个转子只能有一个止推支点。（浮动轴承仅传递径向力，在轴向可以动，转子轴和机匣的长度改变是有热膨胀引起的，3支点系统中，固定轴承在中间，浮动轴在转子的两

29、端，轴膨胀最小，）39. 在涡喷发动机上什么是柔性联轴器？什么刚性联轴器？发动机转子上的联轴器是连接涡轮转子和压气机转子的组合件。在不同的支承方案中，l 联轴器有的仅传递扭矩；l 有的要传递扭矩和轴向力；l 有的不仅要传递扭矩、轴向力，还要承受径向力。如果允许涡轮转子相对压气机转子轴线有一定的偏斜角，这种联轴器称为柔性联轴器。在2支点的支承方案中，联轴器仅传递扭矩和轴向力，且将涡轮轴与压气机轴刚性的联成一体，这种联轴器称为刚性联轴器。40. 挤压油膜式轴承原理及功用？在某些发动机上，为了尽量减少从旋转组件传向轴承座的动力负荷的影响，采用了挤压油膜式轴承。在轴承外圈和轴承座之间流有很小的间隙，该

30、间隙充满了滑油，并形成油膜。该油膜阻尼了旋转组件的径向运动及传向轴承座的动力载荷。因此，减小了发动机的振动及疲劳损坏的可能性。41. 燃气涡轮发动机上使用哪些种类的封严件？及其作用？蓖齿式封严件；浮动环（环形）封严件；液压封严件；石墨封严件；刷式封严件。l 封严件用于防止滑油从发动机轴承腔漏出，l 控制冷却空气流和主气流的燃气进入涡轮盘空腔。（选择何种封严件取决于周围的温度和压力、可磨蚀性、发热量、重量、可用的空间，易于制造及安装和拆卸。高温主燃气流吸入涡轮盘会导致过热和引起有害的膨胀和疲劳。通过不断的向涡轮空腔供入足量的冷却和封严气流，来阻挡高温燃气的向里流动，从而达到防止燃气吸入的目的。冷

31、却和封严空气的流量和压力由级间封严件控制）42. 当飞机的飞行高度升高时，简要说明如何保证发动机的稳态工作？稳态是指发动机在某一转速下连续的工作状态转速一致，单轴涡喷发动机，压气机和涡轮的转速是同的;流量连续，流过涡轮的燃气流量等于流入压气机的空气流量加上进入燃烧室的燃油流量，再减去引气系统引出的空气流量，如果假设燃油流量近似于引气流量，则简化为流过涡轮的燃气流量等于流人压气机的空气流量，压力平衡，涡轮进口燃气总压等于压气机出口总压乘以燃烧室的总压恢复系数.功率平衡，压气机消耗功等于涡轮输出的功乘以机械效率。（单轴发动机稳态工作的条件：转速一致、流量连续、压力平衡和功率平衡，涡轮功率与压气机功

32、率的平衡是暂时的，相对的，有条件限制的，随外界条件和部件的性能变化而变化）当飞行高度升高时，由于大气密度减少，进入发动机的空气流量减少，这时若供油量保持不变，引起涡轮前燃气总温会升高，使涡轮功率增大，涡轮功率将大于压气机功率，发动机转速会增大，为了保持转速不变，随着飞行高度的增高，应适当地减少供油量来控制涡轮前总温，使涡轮功率等于压气机功率。43. 什么是燃气涡轮喷气发动机的加速性？大气条件和飞行状态对发动机的加速性有何影响？发动机加速的必要条件是要有剩余功率。改变发动机转速的最好方法是改变涡轮前温度以改变涡轮功率，而改变涡轮前温度可通过改变供油量来实现。快推油门时，发动机转速快速上升的能力叫

33、加速性，l 加速性的好坏由加速时间来衡量。l 加速时间通常指从慢车转速加速到最大转速或某一转速的时间。l 加速时间越短，加速性越好。影响因素：1大气温度降低、大气压力升高、飞行速度增大时，引起空气流量增大，剩余功率随之增大，发动机加速时间短，加速性能变好；2飞行高度升高，除因空气流量减小，加速性变差外，还由于高空燃烧条件变差，稳定燃烧范围缩小，供油量增加受到限制，加速性变差。44. 燃气涡轮发动机加速时应注意什么？为缩短加速时间应尽可能增大涡轮前燃气温度，以增大剩余功率。但是注意：l 不能发生涡轮超温，l 发动机超转，l 压气机不能发生喘振，l 燃烧室不要出现富油熄火。减速时受到 压气机喘振和

34、贫油熄火的限制。45. 燃气涡轮喷气发动机常用的工作状态有哪些？是如何确定的？最大起飞工作状态：不使用喷水时批准使用的最大起飞推力，该推力级别使用有时间限制，仅用于起飞；最大连续工作状态：这是批准发动机连续使用的最大推力，为延长发动机寿命，这个级别推力在驾驶员的判断下保证安全飞行使用；最大巡航工作状态：巡航时批准使用的最大推力；工作时间不受限制。慢车工作状态：这是发动机能够保持稳定工作的最小转速，用于在地面或在空中以最低推力工作。油门杆在慢车位。此外还有l 最大爬升即正常爬升批准的最大推力工作状态及l 反推力工作状态。l 最大复飞推力是飞机复飞时允许使用的最高推力46. 简述涡扇发动机的质量附

35、加原理。 在一定的飞行速度下，当工质获得的可用能量（即可以转变为气体动能的能量）一定时，如果工质的质量越大（即参见产生推力的气体质量越多），即发动机的推力越大。涡扇发动机的工作是以质量附加原理为基础的。作为热机，当发动机获得一定的机械能之后，通过将这部分可用能重新分配，将内涵的一部分可用能通过涡轮驱动风扇传递给外涵，增加发动机的总空气流量，减低排气速度，降低噪音，并在一定的飞行马赫数范围内，增大发动机的推力，降低燃油消耗率。47. 为什么民航大型飞机使用涡扇发动机？在高亚音速范围内与涡喷发动机相比，涡扇发动机具有推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低的特点。它适合于高亚音速飞行，广泛应用于民

36、航干线飞机。缺点：风扇直径打，迎风面积大，因而阻力大，发动机结构复杂，其速度特性不如涡喷48. 何为燃气涡轮喷气发动机的转速特性？其规律如何？在保持飞机的飞行高度和飞行速度不变的条件下，发动机的推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律，叫做发动机的转速特性，又叫节流特性。l 推力随转速的增加而增大；l 燃油消耗率随转速的增加而下降，接近最大转速附近，略有增加。大气温度上升，空气密度下降，在同样的转速下，流过发动机的空气流量减小，压气机增压比下降，使发动机的推力减小、燃油消耗率增加。大气压力上升，使总压上升，造成流量和各截面的总压增加，推力增加，但燃油消耗率不受影响。大气湿度上升，空气密度下降，空

37、气流量下降，发动机推力将下降，但对涡轮发动机来说，仅1/4空气用来燃烧，故对推力影响不大，而对活塞发动机影响大。 49. 简要说明涡扇发动机的速度特性。在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞行速度的变化规律，叫发动机的速度特性。在讨论速度特性时假设涡轮前温度不变。随着飞行速度增大，涵道比也增大，单位推力减小，推力减小，而且涵道比越大，推力下降的越快。随着速度增大，燃油消耗率增加，而且涵道比越大，增加的越快。50. 什么是燃气涡轮喷气发动机的速度特性？其规律如何？在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度水变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞行速度的

38、变化规律，叫发动机的速度特性。l 在低速范围内，随着飞行马赫数的增大，推力有所下降；燃油消耗率增加。l 在高速范围内，随着飞行马赫数的增大，燃油消耗率增加，推力开始增大但当马赫数继续增大时推力转为下降。F=QM (V5-V0),低速时，QM进气少，推力下降，当大于一点的M数时，qM增加效果好，推力增加比较快。大M数时，主要是响影VO,由于V5基本保持不变，VO增加比较多，F反而减少。3楼解释的是单位推力Fs（取决于进气速度Vo），基本正确。F=Fs*Qm，Ma在2附近推力达到最大。所以开始，F减小，是因为 Fs减小，Qm增加，但是Fs减小的更快。中间，F增加，是因为 Qm更快。后期，F减小，是

39、因为 Fs减小更快。51. 何为燃气涡轮喷气发动机的高度特性？其规律如何？在给定调节规律的条件下，保持发动机的转速和飞行速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞行高度的变化规律。推力随着飞行高度的增加而下降，在11000米以下下降的慢，在11000米以上的同温层内，下降的较快。燃油消耗率随着飞行高度的增加，在11000以下下降，在11000米以上的同温层不变。52. 飞行高度对发动机推力有什么影响？高度对推力的影响是同空气密度相关的。随着飞机高度增加，空气压力减小，温度也下降。但是，外界空气压力减少比温度下降的快。所以，随高度增加，发动机实际推力下降。当高度到达同温层，温度停止下降，外界压力随

40、高度继续下降时，推力下降较快。53. 双转子涡喷发动机的特点？1. 双转子发动机启动时，启动机只带动一个转子，可用功率较小的启动机。2. 双转子发动机具有良好的加速性。3. 双转子可使压气机在更宽的范围内稳定工作，是防喘的有效措施。4. 双转子的压气机具有更高的增压比，可以产生更大的推力。5. 双转子在发动机低转速下具有较高的压气机效率和较低的涡轮前总温，在低转速工作时，燃油消耗率比单转子发动机低得多。54. 双转子涡喷发动机中是如何满足高压转子和低压转子的共同工作的？高压转子的共同工作条件与单转子发动机中压气机和涡轮的共同工作条件一样，即：l 转速一致，l 流量连续，l 压力平衡，l 功率平

41、衡。保持高压转子在某个转速稳定工作是通过控制供油量来控制高压涡轮前燃气总温，使高压涡轮输出的功率等于高压压气机消耗的功率，此时低压转子自动建立平衡。当调节供油量，高压涡轮燃气温度为一定数值，相应的低压涡轮前燃气温度也就具有某一定数值。这样，低压涡轮输出的功也就有一个定值，带动低压压气机到达某个转速，从而使低压压气机所消耗的功率恰好等于低压涡轮输出的功率，低压转子便自动地稳定在该转速下工作。52燃气涡轮喷气发动机与活塞式发动机相比有哪些特点？与活塞式发动机相比燃气涡轮喷气发动机l 结构简单，l 重量轻，l 推力大，l 推进效率高，l 而且在很大的飞行速度范围内，发动机的推力随着飞行速度的增加而增

42、加。55. 涡喷发动机的优点？l 推力大，l 高空性能好。l 速度特性比涡扇发动机好。涡轮喷气发动机通过迅速加速相对小的空气质量产生很大的推力。在正常巡航转速范围，涡喷发动机的推进效率随空速增加迅速地增加。56. 何谓涡桨发动机？什么是直接传动涡轮螺旋桨发动机？涡桨发动机螺旋桨可由哪两种方法驱动？当来自涡喷发动机基本部分（常常称为燃气发生器）的排气用于旋转附加的涡轮并通过减速器驱动螺旋桨时，这就是涡桨发动机。l 在某些涡桨发动机，附加功率直接从压气机功率传动轴驱动螺旋桨减速器产生。这种类型称为直接传动涡轮螺旋桨发动机。l 在现代涡轮螺旋桨发动机中更多的有自由涡轮，他独立于驱动压气机的涡轮，在发

43、动机排气流中自由转动。自由涡轮通过减速器驱动螺旋桨。驱动方式：可由燃气发生器涡轮驱动，也可由它自己的自由涡轮驱动。57. 涡轮螺旋桨发动机产生的总推力（拉力）如何分配的？涡轮螺旋桨发动机的涡轮既带动压气机也带动螺旋桨。约2/3的涡轮功率用来转动压气机，其余的1/3用来转动螺旋桨和传动附件。涡桨发动机的拉力绝大部分由螺旋桨产生，而只有10%-15%由喷气产生。58. 涡桨发动机的拉力由谁产生？涡桨发动机的涡轮设计成从膨胀的燃气中吸收大量的能量不仅提供满足压气机和其他附件需要的功率，而且输出最大可能的扭矩到螺旋桨轴。拉力是由在前面的螺旋桨和后面的喷管组合作用产生的。59. 涡桨发动机的负拉力是如何

44、实现的？通过改变螺旋桨的桨叶角为负值，产生负拉力。桨叶角：螺旋桨旋转平面和桨叶弦线构成的夹角。桨叶攻角：桨叶弦线与相对风的夹角。60. 涡桨发动机控制器的功用是什么？涡桨发动机燃油控制器接受驾驶员的功率要求信号，控制器考虑一些变量（l 压气机出口压力、l 燃气发生器转速、l 自由涡轮转速和l 压气机进口温度）通过调节燃油流量，提供要求的功率而且不超过发动机转速和涡轮进口温度限制。涡桨发动机燃油控制器中有最大转速限制器、排气温度限制器和扭矩限制器，以保证这些重要参数不超过安全限制。旋转涡桨发动机的螺旋桨多是恒速螺旋桨。61. 在现代涡桨发动机中，多采用恒速螺旋桨，如何保持螺旋桨恒速？保持螺旋桨恒

45、速是由螺旋桨调速器实现的，它感受螺旋桨或自由涡轮的转速，通过改变螺旋桨的桨叶角，即变大距，变小距，改变负荷保持螺旋桨恒速。62. 涡桨发动机的特点？涡轮螺旋桨发动机综合了涡轮喷气发动机的优点同螺旋桨的推进效率。l 涡轮喷气发动机通过迅速加速相对小的空气质量产生大的推力，l 涡轮螺桨对相对大的空气质量施加较少的加速产生拉力。在正常速度范围内，涡桨发动机推进效率保持高于或低于常数，而涡喷发动机随空速增加迅速增加。涡桨发动机的耗油率比同尺寸的涡扇和涡喷发动机低。63. 自由涡轮式涡轴发动机的两个主要部分是什么？现代直升机的旋翼通常由谁驱动？涡喷发动机的基本部分常常称为燃气发生器。如果燃气发生器后又独

46、立于驱动压气机的涡轮，两者之间气动连接，这称为自由动力涡轮。如果自由涡轮发动机的输出轴经过减速器带动旋翼，这就是涡轮轴发动机。l 自由涡轮式涡轴发动机的两个主要部分是燃气发生器部分和自由涡轮部分。l 直升机的旋翼通常由自由涡轮通过减速器驱动。涡轴发动机自由涡轮的作用及应用作用：自由涡轮通过与燃气发生器的气动连接，它的输出轴经过减速器来带动旋翼，并保持旋翼恒速。应用：不仅在直升机使用，也可用来驱动船舶、火车、汽车或者工业设备上。64. 什么是涡轮轴发动机的功率匹配最大原理？直升机采用多台发动机时，要求每台发动机输出功率应相同即功率匹配，这对直升机的强度是有利的。若不同，则输出扭矩大的发动机不做改变，使输出扭矩小的发动机增加燃油量增大输出扭矩，直到与输出扭矩大的相等，这称为匹配最大原理。它可以防止扭矩负载分配回路将好的发动机的功率减小去匹配功率受到限制的发动机。65. 由多台发动机驱动旋翼的直升机中，当总扭矩超限时，应如何处理？为什么？l 如果总扭矩超限，将同时减少各台发动机的燃油流量减少输出扭矩。l 这是因为由多台发