涡扇航空发动机的原理

涡扇航空发动机的原理

涡扇航空发动机是一种利用燃气涡轮的原理来驱动风扇产生推力的发动机,是目前最常见的飞机动力装置之一。涡扇航空发动机的工作原理可以分为以下几个步骤:

1. 进气

涡扇航空发动机的前端是一个大型的风扇,也称为风扇级或风扇盘,它的作用是将空气吸入发动机。风扇级的叶片通常有可调节的角度,可以根据飞行速度和高度来调节进气量和效率。风扇级的叶片也可以起到减少噪音的作用,因为它们可以将高速的气流分散成多个低速的气流,从而降低气流的湍流程度和声压级。

进入发动机的空气有一部分(约15%~30%)进入内涵道,也就是发动机的核心部分,用于燃烧和驱动涡轮;另一部分(约

70%~85%)进入外涵道,也就是发动机的外围部分,用于产生推力和冷却。

2. 压缩

进入内涵道的空气首先经过一系列的压气机级,每一级都由一

组转子叶片和一组定子叶片组成。转子叶片由涡轮驱动,定子叶片固定在发动机壳体上。当空气流过转子叶片时,受到叶片的旋转力,速度和动压增加,同时方向改变;当空气流过定子叶片时,受到叶片的导流作用,方向再次改变,同时速度和动压减小,压力和温度增加。这样,空气在经过多级的压气机后,被压缩成高压高温的气体,为燃烧提供了必要的条件。

3. 燃烧

压缩后的空气进入燃烧室,与喷射的燃油混合,然后在点火器的点燃下发生燃烧。燃烧室的设计要求能够保证空气和燃油的充分混合,燃烧的稳定和高效,以及温度的均匀分布。燃烧室通常有环形、管束形、反射形等结构,内壁有多个喷嘴和冷却孔,以控制燃油的喷射和空气的流动。燃烧室的出口处有一组扩散器,用于将燃烧后的高温高压气体扩散成低速低压的气流,以便进入涡轮。

4. 膨胀

燃烧后的气体进入涡轮,推动涡轮旋转。涡轮的作用是将气体的压力能和热能转化为机械能,从而驱动压气机和风扇级。涡轮通常由高压涡轮和低压涡轮组成,高压涡轮驱动高压压气机,低压涡轮驱动低压压气机和风扇级。涡轮的叶片通常采用高温合金或陶瓷等材料制造,具有高强度和高耐热性,同时也需要良好的冷却系

统,以保证涡轮的正常工作。

5. 排气

经过涡轮后的气体进入喷管,从喷管的出口处向后喷出,产生推力。喷管的作用是将气体的压力能和热能进一步转化为动能,从而提高推力和效率。喷管的形状和大小会影响气流的速度和压力,从而影响推力和燃油消耗。喷管通常有固定形、可变形、矢量推力等类型,以适应不同的飞行条件和需求。

涡扇航空发动机的优点是推力大、效率高、噪音低、燃油消耗低,适用于各种类型的飞机,尤其是民航客机。涡扇航空发动机的缺点是结构复杂、重量大、成本高、维护困难,不适合超音速飞行。涡扇航空发动机的发展方向是提高涵道比、降低排放、增加智能化、实现多模式切换等。

航空发动机种类详细介绍

航空发动机是航空器的“心脏”,负责提供推力和动力,保障了航班的正常进行。目前,航空发动机已经发展出多种类型,以下是对各种类型的详细介绍: 一、活塞发动机 作用原理 活塞发动机的作用原理是将燃油混合氧气在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气体驱动活塞运动,进而带动飞机的运动。 分类 活塞发动机主要有两种类型:往复式活塞发动机和转子式发动机。前者通过活塞上下往复运动来产生推力,后者则通过转子的旋转来产生推力。 应用 活塞发动机主要应用于小型飞机和私人飞机。 二、涡轮螺旋桨发动机 作用原理 涡轮螺旋桨发动机将燃油喷入燃烧室燃烧,产生高温高压气体驱动涡轮旋转,进而带动螺旋桨运动。 分类 涡轮螺旋桨发动机主要分为两种类型:涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。前者的螺旋桨通过涡轮驱动,后者则直接通过涡轮驱动飞机的轴。 应用 涡轮螺旋桨发动机主要应用于小型客机和区域航班。 三、涡轮喷气发动机 作用原理 涡轮喷气发动机将压缩空气加燃油喷入燃烧室,产生高温高压气体驱动涡轮旋转,进而带动喷气发动机产生的推力。 分类 涡轮喷气发动机主要分为两种类型:低涵道比涡轮喷气发动机和高涵道比涡轮喷气发动机。前者推力大、噪音小,后者则可以提供更高的推力。 应用 涡轮喷气发动机主要应用于商用客机和军用飞机 四.涡扇发动机 涡扇发动机是一种将空气加速并喷出产生推力的发动机。其工作原理基于伯努利原理,将高速气流推出发动机后方,产生反作用力,从而推动飞机前进。涡扇发动机结构复杂,由多个部件组成,包括压气机、燃烧室、涡轮等。涡扇发动机广泛应用于商用客机和军用飞机中,其中最著名的是波音公司的737和747系列客机。 五.螺旋桨发动机 螺旋桨发动机是一种将空气吸入发动机,经由压缩后,通过螺旋桨将高速气流推出产生推力的发动机。螺旋桨发动机工作原理基于牛顿第三定律,以螺旋桨的旋转将气流推出发动机后方,产生反作用力,从而推动飞机前进。螺旋桨发动机结构简单,耗能少,适用于低速飞行,如小型飞机、直升机等。螺旋桨发动机在航空领域的历史悠久,早期航班和军用运输机都使用了螺旋桨发动机。

科普航空涡轮发动机

科普航空涡轮发动机 涡扇,英文Turbofan,是指有管道的高速风扇,由燃气涡轮驱动。和所有 燃气涡轮机一样,动力都是来自由空气压气机压缩,再与油料一起燃烧后的高 能气体,用涡轮把高温高压的气体中部份的动能化为机械能,再用这机械能驱 动前端的压气机继续吸入空气,燃气涡轮机的操作过程基本就是这样循环着。同 时涡轮也驱动着高速风扇带来更多的推动力。 现代涡扇,通常风扇都在发动机的最前端。民航机或任何亚音速的飞机通常只 有一级风扇。风扇后接着是低压气机,然后是高压气机。无论是高压还是低压,压气机的级数因个别设计而异。低压从小型涡轮的一级到大型民航机的九级不等。高压从小型的一级离心式到大型的17级不等的轴向式。新式的涡扇多是三轴的,一轴从另一轴间穿过。由不同级的涡轮以不同的速度驱动。现代涡扇发 动机的压比大的可达40以上(GE90系列,Trent 900,1000)。压比越大效率越高越省油。也有涡扇把风扇安装在后面。比如GE的CF700,虽然简化了发 动机的构造,但是结果令人失望。第一,涡扇基本是一级低压缩比的压气机。 早期的涡扇静压比在1.2左右,现代的大涵道涡扇可到1.8左右。涡扇后面要 有足够长度的扩散器让空气有效的把静压转换为动能。而后置式涡扇如果要做 到这一点必须增加不必要的长度,影响飞机的升力。其次是后置式涡扇因为前 端压气机造成的付面層而让涡扇入口处的空气状态不理想,需要加大风扇的口 径才能达到所要求的推动力。而大口径的风扇如果不增加推动力,飞行的阻力 依旧的增加。所以推力/阻力比不好。最后,前置式风扇的好处在于增加空气 进入压气机前的压力,并且把速度减低,让进入压气机前空气先被处理过,缩 小压气机的正面口径从而不增加发动机总体积的情况下增加涵道比。因为涡扇、低压机和高压机由不同的轴及涡轮以不同的速度驱动,总体操作范围可以受到 控制,增加安全性。现代民航用涡扇的涵道比可达8左右,而战斗机涡扇却只 有在0.3-0.7之间。战斗机因为要兼顾亚音速的机动性和超音速的稳定性而不 能有大涵道的经济。战斗机的涡扇通常要三级左右,更象压气机。双轴的战斗 发动机则以几级的压气机同时兼顾低压和涡扇的功能。涵道比越大,涡扇在高 亚音速的推动越有效,飞行就越省油。但一旦飞机超越音速,大涵道涡扇的效 率就很快下降,涵道比越大高速阻力就越快超过推动力。前不久有网友提到涡

飞机发动机原理——涡轮风扇发动机

通俗简单的说就是:如果不用风扇出口导叶,风扇后边的气流是螺旋向后吹的,这种气流的推力较小且会使发动机产生了有害的扭转力。安装风扇出口导叶,可以起到支撑机匣,校正气流方向的作用;且风扇出口导叶有一定倾斜角度,这样气流在流过导叶时可以增加一定推力 此类发动机如何启动? 14 hshshs8121 2006年12月10日 星期日 上午 08:47 | 回复 刚启动时,要使发动机的压气机和涡轮开始工作就得用辅助 动力装置(APU )来带动压气机旋转。辅助动力装置(APU ) 是靠电瓶启动的。 1、风扇的气流为什么要分别内外函道?全部进入内涵道有什 么不可? 2、是不是在不同的飞行条件下,进入内外函道的气 流是不是也不同?如果是,他们之间是什么关系? 3、外函道 的气流对飞机推动有没有作用? 4、我对涡扇发动机能提高效 率还是有些不明白。比如说,不考虑发动机的是涡扇还是涡喷, 飞机获得的推力一定喷口气体的反作用力,出口气流越大,其 反作用力也越大。出口气流越大,其损失的动能也越大,但反 作用也越大,是不是提高出口气体速度率与燃油消耗率是非线 性的关系?在相同出口气流速度的前提下,单位时间消耗的燃 油越少效率越高。涡扇就必须在相同推力的情况下比窝喷耗油 底,增加涡扇后为什么能提高效率呢?是不是将气体加压的原 因?但加压本身是要消耗能量的。提高涡轮前的温度是怎么实 现的?是增压原因?增加燃油燃烧的原因?请大侠指教? 24 hshshs8121 2007年06月21日 星期四 上午 10:13 | 回复 1、气流分为内外涵道是涡轮风扇发动机的特征。气流流经风 扇以后分为两股,一股由外涵直接排出,一股由内涵进入压 气机。涡扇发动机的推力75%来自外函。 气体可以都流进内 涵道,这样的发动机叫涡轮喷气发动机,也就是常说的涡喷 发动机。 2、内外涵的气流都是来自于同一个进气道,所以 不管什么飞行条件,它们的状态都是一样的,唯一的区别就 是外涵气流直接排出,内涵气流进入压气机继续压缩。 3、 风扇其实就是一个放大了的压气机,所以它对发动机会产生 一个向前的推力。 25 hshshs8121 2007年06月21日 星期四 上午 10:13 | 回复 4、讨论任何问题的时候都有一定的前提条件,要不然就没法 讨论了, 而对于效率“小武”把最重要的前提条件给忽略了,那就是发动机的类型!涡扇发动机和涡喷发动机产生推力的 主要原理是不一样的!总的来说,涡喷发动机主要是靠改变 气流流经发动机前后的速度来产生反作用力,进而产生推力 的。而对于涡扇发动机,发动机的主要推力来自于风扇,核 心机的主要作用是体供维持发动机运转所需的功,所以由内 涵排出的气流速度是很低的,它对发动机推力的贡献是很有

航空涡扇发动机

涡轮风扇发动机 涡轮风扇发动机(Turbofan Engine,亦称涡扇发动机)是航空发动机的一种,由涡轮喷气发动机发展而成。与涡喷比较,主要特点是其首级压缩扇叶的面积大很多,除了作为压缩空气的用途之外,同时也具有螺旋桨的作用,能将部分吸入的空气通过喷气发动机的外围向后推。发动机核心部分空气经过的部分称为内涵道,仅有风扇空气经过的核心机外侧部分称为外涵道。涡扇引擎最适合飞行速度为每小时400至2,000千米时使用,故此现在多数的 喷气机引擎都是采用涡扇发动机作为动力来源。 涡轮风扇发动机 自从惠特尔发明了第一台涡轮喷气发动机以后,涡轮喷气发动机很快便以其强大的动力、优异的高速性能取代了活塞式发动机,成为战斗机的首选动力装置,并开始在其他飞机中开始得到应用。 但是,随着喷气技术的发展,涡轮喷气发动机的缺点也越来越突出,那就是在低速下耗油量大,效率较低,寿命短使飞机的航程变得很短。尽管这对于执行防空任务的高速战斗机还并不十分严重,但若用在对经济性有严格要求 涡轮风扇发动机 的亚音速民用运输机上却是不可接受的。 要提高喷气发动机的效率,首先要知道什么式发动机的效率。发动机的效率实际上包括两个部分,即热效率和推进效率。为提高热效率,一般来讲需要提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比,但在飞机的飞行速度不变的情况下,提高涡轮前温度将会使喷气发动机的排气速度增加,导致在空气中损失的动能增加,这样又降低了推进效率。由于热效率和推进效率对发动机循环参数矛盾的要求,致使涡轮喷气发动机的总效率难以得到较大的提升。 那么,如何才能同时提高喷气发动机的热效率和推进效率,也就是怎样才能既提高涡轮前温度又至少不增加排气速度呢?答案就是采用涡轮风扇发动机。这种发动机在涡轮喷气发动机的的基础上增加了几风扇,并由这些涡轮带动一排或几排风扇,风扇后的气流分为两部分,一部分进入压气机(内涵道),另一部分则不经过燃烧,直接排到空气中(外涵道)其

涡扇发动机

国产喷气式大飞机C919成功飞上天,是时下很流行的话题有许多好奇的同学发现它的核心部件发动机并不是国产的那么究竟这喷气式飞机的航空发动机到底是怎么回事呢为什么研发如此困难本期我们先来聊聊航空发动机内部是怎么工作的, 咱们先来复习一下鼎鼎大名的牛顿第三定律吧,相互作用的两个物体之间作用力和反作用力总是大小相等方向相反,作用在同一直线上。简单来说,喷气式飞机的发动机正是利用了这个原理将前方的空气吸入发动机,由于空气是有一定质量的进入发动机以一定速度在尾部喷射出来这样通过气体的反作用力就产生发动机的推力,那么它的内部是如何运转协作完成这一任务的呢? 要想在发动机尾部喷射的大量气体有一定的流速最直接的办法就是让气体燃烧升温,让气体分子间距变大,体积膨胀获得流速在发动机内部,产生加热气体的主要工作就是通过燃烧室完成的,燃烧室将流入的空气和喷油嘴喷出的航空煤油按比例混合后进行燃烧,就产生了可以以用来膨胀的高温气体,但是只凭借这样的结构想获得高效的燃烧效果其实是不容易的,还需要在燃烧室前端加入一组叫压气机的装置为燃烧室提供理想的空气。 压气机的工作原理和电风扇是差不多的,就是通过叶片将一端的空气吸入,然后排向另一端,只不过它是由多级叶片组成的,每一级有两组叶片一组叶片用来旋转,叫转子叶片另一组叶片用来对气体进行调整,叫静子叶片。这样多级叶片一起配合将通道呈现出一种扩散形态,从而使空气压缩、降速、升温就达到了燃烧室燃烧时需要的理想空气条件。 当然压缩机并不能凭空旋转它是依靠燃烧室后方的涡轮驱动转动的。这就类似风推动旋转的风车只不过它依靠燃烧室产生燃气的膨胀进行旋转,涡轮由一级或多级叶片组成,每一级同样包含转子叶片和静子叶片形成一种收紧的气体流通形态,让气体通过它们作用后增加速度,降低压强和温度,涡轮与压气机通过一根轴进行连接,涡轮一旋就带动压气机旋转了, 为了提升空气压缩比和效率改善飞行过程中气流在压气机中的流动性能工程师们想到了在发动机前后增加低压压气机组和低压涡轮组,它们通过一根嵌套在高压轴内部的轴进行连接,这样燃气就同时带动着低压组和高压组同时旋转了。 燃气带动各级涡轮旋转会消耗一部分能量,但还有一部分富裕的能量在发动机尾部处继续膨胀喷射,由于喷射出燃气的速度大于发动机周围自由流动的空气,由此产生了巨大的推力,这就是喷气式发动机,也就是航空燃气涡轮发动机最基本的原理。 许多小伙伴都发现我们乘坐的客机,在发动机前面会有一个大大的风扇,加装它主要是为了改进发动机推进效率的,带有这种风扇的发动机一般叫它涡扇式发动机(涡轮风扇式发动机),这种涡扇发动机是现阶段绝大多数民用和军用战斗机的首选,我们也将在下一期聊聊。

航空发动机原理与构造知识点总结

航空发动机原理

1 概论 航空动力装置的功能是为航空器提供动力,推进航空器前进,所以航空动力装置也称为航空推进系统。它主要包括航空发动机,以及为保证其正常工作所必需的系统和附件,如燃油系统、滑油系统、起动系统和防火系统等,通常简称为航空发动机。 1.1航空燃气涡轮发动机的基本类型 目前航空燃气涡轮发动机有五种基本类型:涡轮喷气发动机、涡轮螺桨发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机和供垂直/短距离飞机用的发动机。 涡轮喷气发动机简称涡喷发动机(WP)。从结构上讲,它由压气机、燃烧室、燃气涡轮和尾喷管四个主要部件组成(见图1-1),其特点是:涡轮只带动压气机压缩空气,发动机的全部推力来自高速喷出的燃起流所产生的反作用力。 涡轮喷气发动机经济性差高温、高速燃气由尾喷管排出,能量损失大,因此经济性差。 图1-1 涡轮喷气发动机 涡轮螺桨发动机简称涡桨发动机(WJ)。在这类发动机中,涡轮除带动压气机供给发动机所需的空气外,还带动螺桨,产生飞机前进的拉力。由尾喷管喷出的燃起流所产生的推力只占飞机前进力的很少一部分(10%)。从结构上讲,这类发动机还多一个部件——减速器。 涡轮风扇发动机简称涡扇发动机(WS),又称内外涵发动机。它是介于涡喷和涡桨之间的一种发动机。它由两个同心圆筒的内涵道和外涵道组成,在内涵道中装有涡喷发动机的部件——压气机、燃烧室和涡轮,在外涵道中装有由内涵转子带动的风扇(见图1-2)。发动机的推力是内、外涵道气流反作用力的总和。 - 2 -

外、内涵道空气流量之比称为流量比,又称涵道比。涡扇发动机的优点是,推力大了,排出的能量小了,耗油率低。 图 1-2 涡轮风扇发动机 若在涡桨发动机中,发动机输出轴不带动螺桨,而用来输出功率,例如带动直升机的旋翼、舰艇的推进器、或地面的发电机和油泵等,则这种燃气涡轮发动机称为涡轮轴发动机,简称涡轴发动机(WZ)。 1.2 航空燃气涡轮发动机性能指标 涡轮发动机和涡扇发动机都是将燃气发生器的可用功用于增加流过发动机气流的动能并产生反作用推力。因此,评定这两类发动机性能的指标都与推力有关。 1.推力F 和单位推力 发动机推力F是涡轮发动机或涡扇发动机的一个主要性能参数。当飞机的空气动力特性相同时,发动机推力越达,飞机就飞得越快越高,机动性也越好。 在尾喷管完全膨胀和不计燃油质量流量的情况下,推力F可由下式计算: F=q ma(v2-v1) ——空气质量流量; 式中q ma ——进气速度; V 1 V ——排气速度。 2 但是发动机推力的大小,不足以评定发动机循环性能的优劣,因为对于循环性能相同的同类发动机,推力的增大可以同时加大发动机尺寸、增大空气质量流 - 3 -

涡扇航空发动机的原理

涡扇航空发动机的原理 涡扇航空发动机是一种利用燃气涡轮的原理来驱动风扇产生推力的发动机,是目前最常见的飞机动力装置之一。涡扇航空发动机的工作原理可以分为以下几个步骤: 1. 进气 涡扇航空发动机的前端是一个大型的风扇,也称为风扇级或风扇盘,它的作用是将空气吸入发动机。风扇级的叶片通常有可调节的角度,可以根据飞行速度和高度来调节进气量和效率。风扇级的叶片也可以起到减少噪音的作用,因为它们可以将高速的气流分散成多个低速的气流,从而降低气流的湍流程度和声压级。 进入发动机的空气有一部分(约15%~30%)进入内涵道,也就是发动机的核心部分,用于燃烧和驱动涡轮;另一部分(约 70%~85%)进入外涵道,也就是发动机的外围部分,用于产生推力和冷却。 2. 压缩 进入内涵道的空气首先经过一系列的压气机级,每一级都由一

组转子叶片和一组定子叶片组成。转子叶片由涡轮驱动,定子叶片固定在发动机壳体上。当空气流过转子叶片时,受到叶片的旋转力,速度和动压增加,同时方向改变;当空气流过定子叶片时,受到叶片的导流作用,方向再次改变,同时速度和动压减小,压力和温度增加。这样,空气在经过多级的压气机后,被压缩成高压高温的气体,为燃烧提供了必要的条件。 3. 燃烧 压缩后的空气进入燃烧室,与喷射的燃油混合,然后在点火器的点燃下发生燃烧。燃烧室的设计要求能够保证空气和燃油的充分混合,燃烧的稳定和高效,以及温度的均匀分布。燃烧室通常有环形、管束形、反射形等结构,内壁有多个喷嘴和冷却孔,以控制燃油的喷射和空气的流动。燃烧室的出口处有一组扩散器,用于将燃烧后的高温高压气体扩散成低速低压的气流,以便进入涡轮。 4. 膨胀 燃烧后的气体进入涡轮,推动涡轮旋转。涡轮的作用是将气体的压力能和热能转化为机械能,从而驱动压气机和风扇级。涡轮通常由高压涡轮和低压涡轮组成,高压涡轮驱动高压压气机,低压涡轮驱动低压压气机和风扇级。涡轮的叶片通常采用高温合金或陶瓷等材料制造,具有高强度和高耐热性,同时也需要良好的冷却系

航空发动机工作原理

航空发动机工作原理 航空发动机是现代飞机的核心动力装置,其工作原理直接关系到飞机的性能和安全。本文将介绍航空发动机的工作原理,包括喷气发动机和涡扇发动机两种常见类型。 一、喷气发动机 喷气发动机是一种将空气和燃料混合后通过喷嘴高速喷出,产生反作用力推动飞机前进的发动机。其工作原理可以分为四个步骤:进气、压缩、燃烧和喷射。 首先是进气阶段,喷气发动机通过进气口将大量空气引入发动机内部。进气口通常位于飞机机身前部,利用飞机的高速飞行将空气压缩并送入发动机。进入发动机后,空气经过滤网和增压器等设备进行处理,以确保进入发动机的空气质量和压力。 接下来是压缩阶段,进入发动机的空气经过压气机的作用被压缩。压气机是由一系列叶片组成的转子,通过高速旋转将空气压缩,提高空气密度和压力。压缩后的空气进一步增加了能量和温度。 然后是燃烧阶段,压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合并点燃。燃料通常是航空煤油或喷气燃料,通过喷嘴喷入燃烧室,与空气充分混合后被点燃。燃烧产生的高温高压气体膨胀后,推动涡轮转子高速旋转。 最后是喷射阶段,燃烧后的气体通过喷气口高速喷出,产生反作用力推动飞机前进。喷气口位于发动机尾部,喷气的高速流动产生的反作用力推动了飞机向前。同时,喷气口的形状和方向可以通过调整来改变推力的大小和方向,以满足飞机的操纵需求。 二、涡扇发动机

涡扇发动机是一种基于喷气发动机的改进型号,通过在喷气发动机中增加一个 风扇来提供更大的推力。其工作原理可以简单描述为将一部分空气绕过燃烧室直接排出,形成较大的推力。 涡扇发动机的工作原理与喷气发动机类似,但在压缩阶段增加了一个风扇。风 扇位于发动机前部,由一个或多个叶片组成,通过高速旋转将大量空气吸入并推出。这些空气绕过燃烧室,直接排出发动机,形成高速喷射的气流,产生更大的推力。 涡扇发动机相比喷气发动机具有更高的推力和燃油效率,适用于大型商用飞机 和军用飞机。同时,涡扇发动机的噪音和排放也相对较低,符合环保要求。 总结 航空发动机是现代飞机的核心动力装置,喷气发动机和涡扇发动机是两种常见 类型。喷气发动机通过将空气和燃料混合后高速喷出产生推力,而涡扇发动机在喷气发动机的基础上增加了一个风扇,提供更大的推力。了解航空发动机的工作原理有助于我们更好地理解飞机的运行和性能。

涡轮发动机的工作原理、特点

一.涡轮发动机的工作原理、特点 答:1.燃气涡轮喷气发动机 工作原理:航空燃气涡轮喷气发动机是一种热机,将燃油燃烧释放出的热能转变为流经发动机气流的动能。由于气流的速度增加而直接产生反作用推力,因此,这种发动机既是热机也是推进器 特点:与航空活塞发动机相比,燃气涡轮喷气发动机结构简单,重量轻,推力大,推进效率高,而且在很大的飞行速度范围内,发动机的推力随飞行速度的增加而增加,然而其较高的耗油率逐渐被涡扇发动机所替代。 2.涡轮风扇发动机 组成:进气道、风扇、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和喷管工作原理:涡扇发动机内路的工作情形与涡喷发动机相同。即流入内含的空气通过高速旋转的风扇,低压压气机和高压压气机对空气做功,压缩空气,提高空气压力。高压空气在燃烧室内和燃气混合,燃烧,将化学能转变为热能,形成高温高压的燃气。高温高压燃气首先在高压涡轮内膨胀,推动高压涡轮旋转,去带动高压压气机,然后再低压涡轮内膨胀,推动低压涡轮旋转,去带动低压压气机和风扇,最后燃气通过喷管排入大气产生反作用推力。 特点: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,在一定的飞行速度范围内燃油消耗率低等优点。但涡扇发动机结构复杂,速度特性差。目前民航干线飞机大多装配涡扇发动机。 二.轴流式压气机的基元增压原理 答:轴流式压气机主要是利用扩散增压的原理来提高空气压力的。(根据气动知识得知亚音速气流流过扩张形通道时)速度降低,压力升高。参数分析。 基元级组成:由工作叶栅和整流器叶栅组成,两处叶栅通道均是扩形的 三.压气机转子的结构形式分析图3-40 答:(图3-40为CFM56发动机风扇后增压级转子,鼓筒靠精密螺栓固定于风扇轮盘后端,其外圆上作出三道凸缘,用拉刀一次拉出三级燕尾形榫槽,因此三级叶片数目相同,虽然对性能有一定影响,但加工却大大地简化) 轴流式压气机转子的基本结构型式有三种:鼓式盘式鼓盘式 特点 鼓式:结构简单、零件数目少、加工方便、有较高的抗弯刚度,但由于受到强度的限制,目前在实际中应用的不广泛。 盘式:强度好,但抗弯刚性差,并容易发生振动。目前这种简单的盘式转子只用于单盘或小流量的压气机上。 鼓盘式:这种转子兼有鼓式转子抗弯性好和盘式转子强度高的优点在发动机广泛应用。 四.燃烧室的分类工作过程优缺点 分类:管型燃烧室,环型燃烧室,管环型燃烧室。 工作过程:发动机工作时,被压气机压缩的空气,进入燃烧室,它一边向后流动,一边与喷嘴喷出的燃油混合,组成混合气。发动机起动时,混合气由点火装置产生的火花点燃:起动后,点火装置不再产生火花,新鲜混合气全靠已燃混合气的火焰引火而燃烧。 混合气在燃烧室内燃烧时,喷嘴喷出的燃油与燃烧室中流动的空气不断混合组成新的混合气,以供连续不断的燃烧之用,这样就形成了燃边油与空气混合边燃烧的连续不断的

飞机涡扇发动机的工作原理

飞机涡扇发动机的工作原理 飞机涡扇发动机是现代喷气式飞机的主要动力装置。它的工作原理是通过推力 产生器来产生动力,推动飞机向前飞行。涡扇发动机的工作原理可以分为以下几个方面来详细解释。 一、压气机 涡扇发动机中的压气机是发动机的关键部件之一。它的作用是将进气口处的空 气进行压缩,增加气体的密度和压力。压气机通常由多级气体压缩器组成,每级都有一系列旋转和静止的叶片。当空气通过压气机时,旋转的叶片将空气捕捉并将其压缩。这样,空气的能量和密度就会增加,为后续的燃烧提供了条件。 二、燃烧室 在涡扇发动机中,燃烧室起着将燃料和压缩空气混合并点燃的关键作用。燃烧 室通常位于压气机后方,通过喷嘴将燃料喷入,并点燃混合气体。当燃料燃烧时,会释放出大量的热能,使气体的能量进一步增加。这些高温高压的气体会通过喷嘴排出燃烧室。 三、涡轮系统 涡轮系统是推动涡扇发动机工作的关键组成部分。它由高压涡轮和低压涡轮组成,这些涡轮通过轴连接在一起。高压涡轮由排气的高温高压气体驱动,将其转化为机械能。而低压涡轮则通过轴连接在高压涡轮的后方,在高压涡轮的作用下旋转。涡轮的转动会驱动压气机和其他系统的旋转,形成一个连续的动力循环。 四、喷气推力 喷气推力是涡扇发动机最终产生的动力形式。当高温高压气体通过喷嘴喷出时,会产生一个巨大的推力,推动发动机向前飞行。这是因为气体在喷射过程中产生了

一个反作用力,根据牛顿第三定律,发动机会因此受到一个相等大小、方向相反的推力。喷气推力越大,飞机的加速度就越大,飞行速度也会相应增加。 五、涡旋效应 涡扇发动机在运行过程中还会引起涡旋效应,这是由于气体的喷射过程中,与周围空气的相互作用产生的。涡旋效应会产生一个旋转的气体流,这个气体流会与机身和机翼等飞机结构相互作用。利用涡旋效应可以增加飞机的升力和稳定性,提高飞行的效率。 综上所述,飞机涡扇发动机的工作原理包括压气机、燃烧室、涡轮系统、喷气推力和涡旋效应等关键部分。通过这些部件的相互协作,涡扇发动机能够将燃料能量转化为推力,推动飞机进行飞行。随着科技的不断进步,涡扇发动机的工作原理也在不断改进和优化,以提高飞机的性能和燃油效率。

飞机涡轮发动机原理

飞机涡轮发动机原理 飞机涡轮发动机是一种常见的航空发动机,它采用了涡轮增压和喷气推进原理,通过燃烧燃料产生气体推力,使飞机能够在空中飞行。下面将详细介绍飞机涡轮发动机的原理和工作过程。 飞机涡轮发动机由多个关键部件组成,包括压气机、燃烧室、涡轮和喷嘴等。其中压气机和涡轮是发动机的核心组成部分,它们通过传递和转化气体能量来形成气流,从而产生推力。 首先,空气通过进气道进入压气机。压气机由多个转子和定子组成,它们的排列方式形成了连续的气流通道。当空气流经压气机时,受到旋转叶片的作用,气流速度增加,同时压力也增加。这种增压过程使得空气的密度增加,为后续的燃烧提供了条件。 下一步是燃烧过程。在压力增加的环境下,燃油被喷射到燃烧室中与空气混合。在燃烧过程中,燃料燃烧产生高温高压的气体。这些气体的能量转化为压气机的动能,推动压气机继续工作。 接下来,高温高压气体通过涡轮。涡轮上也有旋转叶片,当高温高压气体冲击旋转叶片时,涡轮会旋转起来。其原理类似于汽车涡轮增压器,通过涡轮增压提高了发动机进气道中的气体压力。

涡轮旋转后,它与压气机共享同一轴线,通过轴将动能传递给压气机,维持其运转。涡轮的运转还带动了喷嘴的转动。涡轮和喷嘴是连在一起的,喷嘴的作用是将高温高压气体从发动机中排出。排出气体的高速流动形成的反冲力就是所谓的推力,推动飞机向前行驶。 需要注意的是,涡轮发动机是一个封闭系统,其内部的压力非常高。为了保证发动机的正常运行,需要有空气和燃料供给系统,以及冷却和润滑系统。空气和燃料供给系统负责向发动机提供所需的空气和燃料,以维持正常的燃烧过程。冷却系统则通过供应冷却剂来冷却发动机的各个部件。同时,润滑系统则保证发动机内部的旋转部件能够平稳运转。 总结起来,飞机涡轮发动机主要通过压气机的压缩作用、燃烧室的燃烧过程以及涡轮和喷嘴的协同作用来产生推力。涡轮发动机具有高效、高推力和可靠性强的特点,因此被广泛应用于航空领域。不同型号的飞机涡轮发动机会有些许差异,但其基本原理保持一致。

涡扇25的原理(一)

涡扇25的原理(一) 涡扇25引擎 - 航空工业的杰作 引言 •介绍涡扇25引擎的重要性和广泛应用领域 •引发读者对该引擎的兴趣 原理概述 •描述涡扇25引擎的工作原理,包括涡轮、压缩机和燃烧室等组成部分的功能 切割空气流 •解释涡扇25引擎如何通过一系列转子和静子将进气空气流切割成多个旋涡,提供高效的动力输出 三个热气流 •说明涡扇25引擎包含三个热气流:高压气流、中压气流和低压气流的来源和作用 •阐述不同热气流的能量转化和压力叠加,提高燃烧效率和动力输出

高压压缩机 •介绍涡扇25引擎中的高压压缩机,其作用是将进气空气压缩至更高压力,为后续燃烧提供条件 燃烧过程 •解释涡扇25引擎中的燃烧室如何将燃料与压缩空气混合并点燃,释放出高温高压的燃气 •强调燃烧过程对于引擎性能和效率的重要性 喷气推力产生 •描述涡扇25引擎如何通过推力产生装置将高温高压的燃气喷射出去,产生巨大的反作用力 •阐述喷气推力产生的原理及关键因素 高效节能 •强调涡扇25引擎的高效节能特点,并指出其对航空工业的重要性 •提示该引擎的应用将促进航空业的可持续发展 结语 •总结涡扇25引擎的重要原理及其在航空工业中的应用 •强调对其持续创新和发展的重要性

注意:以上内容仅供参考,具体的原理解释和文章结构可根据需 求进行修改和调整。 涡扇25引擎 - 航空工业的杰作 引言 •涡扇25引擎是一种先进的航空发动机,被广泛应用于商用飞机和军用飞机上。 •本文将深入解析涡扇25引擎的工作原理,带您逐步了解这一创造航空历史的技术奇迹。 原理概述 •涡扇25引擎采用了涡轮-涡扇原理,将空气动力学原理和热力学原理相结合,实现高效推进。 •它由轴流压气机、压气机级部分、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、喷气推力装置等组成。 切割空气流 •轴流压气机在引擎进气口处将大量空气吸入,然后通过一系列的涡轮和静子将空气流切割成多个旋涡。 •这种切割空气流的方式提高了空气流量和风压,为后续燃烧提供了充足的氧气和压力。

涡扇发动机的工作原理及应用综述

涡扇发动机的工作原理及应用综述 作者:陈建军 来源:《时代汽车》 2018年第5期 摘要:涡扇发动机在民用机、战斗机中的应用十分广泛,其类型多样,通常是由风扇、进 气道、尾喷管、压气机、涡轮、燃烧室等部分构成,各部门的有效工作保障了涡轮发送机的整 体有效运行。本文将就涡扇发动机的具体组成结构和功能作用进行详细介绍分析,在此基础上 阐述其工作原理以及具体应用中的各项性能参数。 关键词:涡扇发送机;结构;工作原理;性能参数 1引言 涡轮发动机是一种常用的飞机发动机,其是利用旋转的机件自穿过它得流体中汲取动能的 发动机形式,属于内燃机的范畴。相较于其它发动机,涡轮发动机的优势在于能欧在不增加发 动机排量的基础上,极大的提升发动机的功率。此外,其还具备节省燃油、降低排放等优点。 但是由于其风扇直径较大,其迎风面积也相对较大,因此受到的阻力也高于其它发动机。且这 种发动机的结构十分复杂,设计工作难度较高。因此探究涡扇发动机的工作原理和应用具有十 分重要的积极意义。 2涡扇发动机的发展背景和具体分类介绍 传统飞机常用的发动机类型为活塞式发动机,当其飞行速度和音速接近的情况下,其飞行 阻力会出现大幅度的提升,对此,人们对发动机的重量和尺寸进行了增加。其后随着燃气涡轮 发动机的发展应用,燃气涡轮发动机不仅重量较低,且突破了音障的限制,因此其开始广泛应 用于各式飞机中,并且随着应用的不断深入,逐渐衍生出多种不同的类型,于是传统的发动机 形式因劣势过于明显逐渐被废弃。经过长期的发展,燃气涡轮式发动机已经具备多种类型,如 涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机等。除了这些还存在其它多种类型,在 此不一一列举。 其中涡扇发动机是由涡轮螺旋桨发动机衍生发展而来的,同时其在结构上则和涡轮喷气式 发动机存在类似之处。在对涡扇发动机进行分类时,存在多项分类标准,例如以涵道比的高低 为分类标准,可以将其分成大涵道比涡扇发动机和小涵道比涡扇发动机。相较于传统的发动机,涡扇发动机具有推力大、效率高、噪音低、油耗低,飞行航程远等优势,但其同样存在一定的 缺陷,如风扇直径较大、结构复杂,设计难度高等。 3涡扇发动机的组成结构分析

介绍各类型飞机发动机

介绍各类型飞机发动机 各类型飞机发动机的介绍 一、涡轮喷气发动机 涡轮喷气发动机是目前商用飞机上最常见的一种发动机类型。它采用压气机和涡轮来产生推力。压气机将大量空气压缩,然后将其注入燃烧室,与燃料混合并燃烧,产生高温高压的气体。这些气体通过涡轮推动涡轮喷气发动机的压气机,产生推力。涡轮喷气发动机具有推力大、燃油效率高、速度快等特点,适用于大型商用飞机。二、涡扇发动机 涡扇发动机是一种改进型的涡轮喷气发动机。它在压气机后面增加了一个多级涡扇,使得发动机的推力更大。涡扇发动机在提供主要推力的同时,还通过涡轮推动额外的空气流过涡扇,起到降低噪音和提高燃油效率的作用。涡扇发动机广泛应用于中型和大型商用飞机,具有推力大、燃油效率高、噪音低的特点。 三、活塞发动机 活塞发动机又称为内燃机发动机,是一种利用气缸和活塞运动产生动力的发动机。它使用汽油或柴油作为燃料,经过压缩和点火后,燃料燃烧产生高温高压气体,推动活塞运动,从而产生动力。活塞发动机广泛应用于小型飞机和私人飞机,具有结构简单、维护方便、成本低等特点。

四、涡轮螺旋桨发动机 涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮喷气发动机的推力转化为旋转动力的发动机。它在涡轮喷气发动机的尾部安装了一个螺旋桨装置,通过涡轮推动螺旋桨旋转,产生推力。涡轮螺旋桨发动机具有推力大、燃油效率高、起飞和降落距离短等特点,适用于小型和中型飞机。五、火箭发动机 火箭发动机是一种利用排气喷出高速气体产生推力的发动机。它不依赖于周围空气,通过燃烧推进剂产生的高温高压气体喷出,从而产生巨大的推力。火箭发动机广泛应用于航天器和导弹等领域,具有推力大、速度快、适应性强等特点。 六、涡轮电动发动机 涡轮电动发动机是一种将涡轮喷气发动机与电动机结合的发动机。它通过涡轮推动发电机产生电能,并驱动电动机产生推力。涡轮电动发动机具有燃油效率高、环保节能的特点,适用于小型和中型飞机。 以上是各类型飞机发动机的简要介绍。不同类型的发动机在结构和工作原理上有所差异,但都能为飞机提供动力,使其能够安全、稳定地飞行。随着科技的不断进步,飞机发动机的技术也在不断革新,未来的发动机将更加高效、环保和可靠。

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