民航发动机简介1基本原理[精]
飞机发动机的工作原理和性能
飞机发动机的工作原理和性能近年来，随着民航业的不断发展，飞机发动机被推上了风口浪尖。
不仅代表着交通运输的现代化，也是人类科技发展的一大里程碑。
那么，飞机发动机的工作原理和性能究竟是怎样的呢？本文将对此进行探究。
一、飞机发动机的工作原理1.1 燃气涡轮发动机（Gas Turbine Engine）飞机发动机的工作原理大体上都是基于燃烧热能产生推力的原理。
其中，燃气涡轮发动机是目前民用飞机中最常用的发动机。
首先，燃气涡轮发动机的外表非常复杂，而其内部结构则包括了多个部分，例如气压机（Compressor）、燃气室（Combustion Chamber）、涡轮（Turbine）等。
在发动机运转时，气压机不断压缩进气，燃气室中的喷油嘴向燃烧室内喷入燃料和空气，形成大量热能。
最终，该热能通过涡轮的带动作用转换成了机械能，推动飞机产生动力。
1.2 活塞发动机（Piston Engine）除了燃气涡轮发动机，活塞发动机也是飞机中的一种常见发动机类型。
与燃气涡轮发动机不同的是，活塞发动机使用汽油作为燃料，而不是涡轮动力的产生方式。
活塞发动机的主要原理就是依靠发动机内的活塞往复运动，产生压缩和释放能量的循环过程，实现机械能的转化。
尽管该发动机种类近些年来已经日渐稀少，但在小型飞机、直升机等领域仍然得以广泛应用。
二、飞机发动机的性能2.1 推力飞机发动机的核心性能指标即为推力，指其能够产生的向前推进力矢量大小。
这也是机体飞行的驱动力来源之一。
推力的大小与飞机的大小、重量、设计以及发动机的性能直接相关。
2.2 效率飞机发动机的效率也是一项非常重要的指标，指的是发动机在产生推力的同时所消耗的燃料（或油）的比例。
效率越高，则每公里飞行所需的燃料（或油）越少，航程也随之得以延长。
例如，喷气发动机的效率大约可达到40-50%，而活塞发动机则不及其3-4倍。
2.3 可靠性随着民用航空事业的发展，对于飞机发动机的可靠性、耐用性的要求也越来越高。
航空发动机原理与构造
航空发动机原理与构造航空发动机作为现代飞机的核心动力装置，扮演着至关重要的角色。
本文将介绍航空发动机的原理与构造，从热力循环到关键部件，为读者全面解读航空发动机的工作原理和组成结构。
一、航空发动机的热力循环航空发动机的热力循环是指在发动机内部由空气和燃料组成的混合气体经过一系列热力学过程的循环。
常见的热力循环包括Otto循环、Diesel循环和Brayton循环。
航空发动机一般采用的是Brayton循环，也称为常压循环。
Brayton循环的基本原理是：空气经过压缩过程提高压力，然后加燃料燃烧产生高温高压气体，进一步通过膨胀过程输出功，最后经过排气过程将废气排出。
整个循环过程中，航空发动机通过压缩、燃烧和膨胀等过程将燃料的化学能转化为动力能，推动飞机前进。
二、航空发动机的构造航空发动机由许多关键部件组成，每个部件都承担着特定的功能，共同构成了一个高效、可靠的动力系统。
下面将重点介绍几个常见的航空发动机部件。
1. 压气机（Compressor）压气机是航空发动机中的核心部件之一，其主要功能是将来自进气口的气流压缩，提高气压和密度。
航空发动机一般采用多级压气机，每级都由叶轮和定子组成，并通过不断旋转的叶轮将空气压缩，使其具备足够的压力进入燃烧室。
2. 燃烧室（Combustor）燃烧室是航空发动机中完成燃烧过程的部件。
它是一个密封的空间，将压缩机提供的高压空气与燃料充分混合并点燃，产生高温高压的燃烧气体。
燃烧室内的燃烧需要考虑燃料和空气的适当比例，以及高效的燃烧稳定性。
3. 涡轮（Turbine）涡轮是将燃烧室中产生的高温高压气体释放能量的关键部件。
航空发动机中常见的涡轮有高压涡轮和低压涡轮。
高压涡轮由高压工作介质驱动，通过轴向和径向叶片将气体能量转化为轴功。
低压涡轮则从废气中提取能量，驱动压气机。
4. 推力增加装置（Thrust Reverser）推力增加装置用于改变航空发动机排出气流的方向，将气流向后推进，产生反向推力。
2023年度航空发动机原理
2023年度航空发动机原理航空发动机原理是航空工程的关键性理论基础，主要涉及热力学、流体力学等学科。
本文将介绍航空发动机的基本工作原理、内部组成结构及其影响因素等。
一、航空发动机的基本工作原理航空发动机是一种将燃料与空气混合燃烧产生高温高压气体，利用其推动涡轮或风扇产生动力的装置。
航空发动机是由压气机、燃烧室和涡轮机等结构组成，其基本工作原理包括：1.压气机航空发动机中的压气机主要由多级叶轮组成，其作用是将外部空气压缩并送入燃烧室。
压气机的结构分为轴向式和离心式，轴向式压气机一般用于低涵道比的发动机，离心式压气机一般用于高涵道比的风扇发动机。
多级叶轮流量、转速及叶片角度等参数的设计是决定压气机工作效率和机动性能的重要因素。
2.燃烧室燃烧室又称为燃烧器，其作用是将压缩后的空气与燃料混合并点燃，发生高温高压燃烧反应，产生高温高压气体，从而驱动涡轮和风扇产生动力。
燃烧室内部的燃烧过程受到燃料选择、混合质量、燃烧室大小及形状等因素的影响。
燃烧室壳体的冷却及热膨胀等问题也是考虑的重点。
3.涡轮机涡轮机是航空发动机的核心部件，主要作用是将高温高压气体转换为旋转动能送至飞机的推进器，从而产生推力。
涡轮机由多级涡轮组成，从高温高压气体获得能量驱动涡轮转动。
涡轮机的效率与组成结构、叶片角度以及叶轮材质、温度等有关，其中温度是限制涡轮机效率和使用寿命的一个重要因素。
二、航空发动机内部组成结构1.压气机航空发动机中的压气机包括进气道、压缩机、旋转部件（转子或叶轮、叶片）、众多驱动部件等。
其中，进气道主要是引导大气气流进入压缩机，压缩机可分为轴流式和离心式，前者用于高空高速飞行，后者用于航空发动机的大涵道比风扇。
2.燃烧室航空发动机中的燃烧室主要由壳体和燃烧室内部构件组成，如点火器、燃料喷嘴、燃烧滤网等。
其中点火器用于点燃压气机压缩的空气和燃料混合物。
3.涡轮机航空发动机中的涡轮机是由组成涡轮部件、静止部件、支持系统等组成。
飞机的发动机的原理
飞机的发动机的原理飞机的发动机是飞行器的重要部件，它负责提供动力来推动飞机飞行。
飞机发动机的原理可以分为喷气式发动机和螺旋桨发动机两种。
以下将分别介绍它们的工作原理。
1. 喷气式发动机原理：喷气式发动机利用喷出高速气流产生的反作用力来推动飞机。
它由进气系统、压气系统、燃烧系统和喷口系统组成。
- 进气系统：进气系统的作用是将外界空气引入发动机以供燃烧和压缩。
进气系统中有一个叶轮机，它利用高速旋转的叶片将空气压缩进入燃烧室。
- 压气系统：压气系统包括压气机和高压涡轮。
压气机通过旋转的叶片将空气进行进一步的压缩，使其具有足够的能量用以燃烧。
高压涡轮从燃烧室排出的废气中获得能量，进而驱动压气机。
- 燃烧系统：燃烧系统由燃烧室和燃烧器组成。
在燃烧室内，压缩后的空气与燃料混合后点燃，产生高温高压的气体。
燃烧过程中产生的废气会通过高压涡轮排出。
- 喷口系统：废气从高压涡轮排出后，会经过喷管，通过喷嘴以高速喷出。
当高速气流喷出时，产生的反作用力推动了飞机向前飞行。
2. 螺旋桨发动机原理：螺旋桨发动机通过螺旋桨的旋转产生推力。
它由气缸、曲轴和螺旋桨组成。
- 气缸：气缸是螺旋桨发动机的关键部件，它由一个或多个气缸组成。
每个气缸内都有活塞，活塞以往复运动形式压缩和释放燃气。
- 曲轴：曲轴连接活塞，将活塞来回的线性运动转化为旋转运动。
曲轴的旋转产生的动力被传递给螺旋桨，推动其旋转。
- 螺旋桨：螺旋桨由一系列叶片组成，它们形成螺旋状排列。
当发动机运转时，曲轴的旋转将动力传递给螺旋桨，引起其旋转。
螺旋桨的旋转会引起周围空气的流动，产生气流，进而产生推力，推动飞机向前飞行。
综上所述，喷气式发动机通过排出高速废气产生反作用力来推动飞机，而螺旋桨发动机则利用螺旋桨的旋转产生推力。
两种发动机各有优势，喷气式发动机通常用于大型喷气式客机，而螺旋桨发动机多用于小型飞机。
随着科技的发展，各种新型发动机的研发也在不断进行，以进一步提高飞机的性能和效率。
飞机发动机基础知识—发动机原理
1.1.2 发动机原理
气体连续方程
将质量守恒方程应用于运动流体所得到的数学关系为连续方程，一维定常流积分 形式的连续方程为：
— 密度 c — 速度
A— 面积 一、基础知
识
不可压缩流体在管道流动时，管道任一横截面处的流速与该截面积成反比。截面 积增加、 流速减少。
1.1.2 发动机原理
能量形式
式中：
ma = 通过发动机的空气质量流量； An = 喷口面积；p5 = 喷口排气静压； p0= 环境空气静压 。
PS：但是，绝大多数工作状态
下，气体在发动机中都是完全
膨胀的，P5=P0，且这一项数值 太小，所以忽略不计。
1.1.2 发动机原理
2. 总推力 总推力是指当飞机静止时发动机产生的推力，如起飞前。
② 在燃烧室中空气和燃油混合燃烧，温度和体积增加，现代燃烧室出口温度大约1300℃（3）。 ③ 燃气离开燃烧室通过涡轮，压力、温度下降，体积增加，在涡轮导向器（4）中速度增加，在涡轮转子
中速度减小。 ④ 燃气离开涡轮通过喷管，压力和温度继续减少，速度增加，排入大气（5）。
1.1.2 发动机原理
① 绝热压缩过程，在进气道、压气机中进行（0-1-2）； ② 等压加热过程，在燃烧室中进行（2-3）； ③ 绝热膨胀过程，在涡轮、喷管中进行（3-4-5）； ④ 定压放热过程，在大气中进行（5-0）。
循环发动机。
✓ 发动机内外都不留下其他任何变化——循环发动机； ✓ 但是循环发动机除了从外界吸热，还必须向外界排热，才能回到起始状态，即外
界必须发生变化。
• 不可能不付代价地把热量从低温物体传输到高温物体。
✓ 高温物体向低温物体传热是自发的、无条件的； ✓ 低温物体向高温物体传热是有条件、必须以消耗外界输入的功为代价的。
飞机的发动机的原理
飞机的发动机的原理飞机的发动机是飞机能够实现飞行的关键部件。
它的作用是将燃料燃烧产生的能量转化为动力，推动飞机前进。
飞机的发动机原理可以简单归纳为以下几个方面：1. 燃料供应：发动机需要燃料来进行燃烧。
常见的飞机燃料包括煤油、喷气燃料和航空汽油。
燃料经过管道输送到燃烧室。
2. 压缩空气：发动机内部的压缩机将大量空气压缩成高压空气。
这样可以提高燃料的燃烧效率，增加推力。
3. 燃烧过程：在燃烧室中，将燃料喷入高压空气中，经过点火点燃。
燃烧产生的高温高压气体会向外膨胀，推动涡轮旋转。
4. 涡轮驱动：燃烧室后面连接着一个涡轮。
燃烧产生的高温高压气体会使涡轮旋转，而涡轮上的叶片则通过轴向转动带动轴上的压缩机和风扇。
5. 喷气推力：涡轮旋转带动压缩机，使得前方的空气被压缩。
压缩后的空气一部分通过喷管喷出，产生向后的喷气推力，推动飞机向前飞行。
经过上述步骤，飞机的发动机将燃料的化学能转化为机械能，从而推动飞机前进。
在现代民航飞机中，常见的发动机类型有螺旋桨发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机和涡扇发动机等。
螺旋桨发动机是最早的一种飞机发动机，它通过螺旋桨叶片的旋转产生推力。
它的优势是在低速和短距离起降的飞行任务中表现出色。
涡轮螺旋桨发动机是在螺旋桨发动机基础上增加了涡轮增压器，提高了高空飞行时的性能。
涡轮喷气发动机通过喷气推力进行飞行，通过涡轮驱动压缩机生成高压空气，然后将燃料注入燃烧室进行燃烧。
燃烧产生的高温高压气体通过喷管喷出，产生向后的喷气推力。
涡扇发动机是目前最常见的飞机发动机类型。
它结合了螺旋桨发动机和喷气发动机的特点。
涡扇发动机在外部有一个大型的风扇，大部分空气通过风扇进行压缩和排气，同时还有一小部分空气经过压缩机和燃烧室进行喷气推力产生。
总结起来，飞机的发动机原理是将燃料燃烧产生的能量转化为动力，推动飞机前进。
不同类型的发动机具有各自的优势和适用范围，在航空工业的发展过程中，不断有新的发动机技术涌现，提高了飞机的性能和效率，推动了航空事业的发展。
航空发动机工作原理
航空发动机工作原理
航空发动机是飞机的心脏，是飞机能够飞行的关键设备之一。
它的工作原理是通过燃烧燃料来产生推力，从而推动飞机飞行。
下面我们来详细介绍一下航空发动机的工作原理。
首先，航空发动机的工作原理可以分为内燃机和涡轮发动机两种类型。
内燃机主要包括活塞发动机和涡轮螺旋桨发动机，它们通过燃烧燃料来驱动活塞或螺旋桨旋转，产生推力。
而涡轮发动机则是通过压气机、燃烧室和涡轮来产生推力，是现代喷气式飞机最常用的发动机类型。
其次，航空发动机的工作原理是基于热力学循环的。
内燃机通过四个循环来完成工作，分别是进气、压缩、燃烧和排气循环。
而涡轮发动机则是通过压气机将空气压缩，然后与燃料混合燃烧，最终产生高速气流推动涡轮旋转，从而产生推力。
最后，航空发动机的工作原理还涉及到许多复杂的技术，如燃烧室的设计、涡轮的材料选择、降低燃料消耗和排放的技术等。
这些技术的不断创新和发展，使得航空发动机在推力、效率和环保方面都取得了巨大的进步。
总的来说，航空发动机的工作原理是基于热力学循环的，通过燃烧燃料产生推力，驱动飞机飞行。
随着科技的不断进步，航空发动机的性能和效率将会得到进一步提升，为飞机的发展提供更强大的动力支持。
航空发动机原理(1)
航空发动机原理1. 简介航空发动机是飞行器的动力装置，能够将燃料和空气进行燃烧和推进，产生推力以驱动飞机。
航空发动机的原理是利用燃料的燃烧所释放出的能量来推动空气，并产生推力。
本文将介绍航空发动机的工作原理、分类、组成部分和关键技术。
2. 工作原理航空发动机的工作原理主要包括气压式（喷气式）发动机和涡轮式发动机两种。
下面将分别介绍这两种发动机的工作原理。
2.1 气压式（喷气式）发动机气压式发动机，也称为喷气式发动机，是目前常见的航空发动机类型之一。
其工作原理主要包括压缩、燃烧和喷射三个过程。
在压缩过程中，发动机通过旋转的压气机将大量空气压缩成高压气体。
这些压缩后的气体将进一步参与燃烧过程。
在燃烧过程中，喷气式发动机会向燃烧室喷入燃料，并通过点火产生火焰。
燃料的燃烧释放的能量将加热高压气体，使其膨胀。
在喷射过程中，膨胀的高压气体通过喷嘴喷出，产生后向推力，推动飞机向前飞行。
2.2 涡轮式发动机涡轮式发动机是另一种常见的航空发动机类型。
其工作原理主要包括压缩、燃烧和推力生成三个过程。
在压缩过程中，发动机通过旋转的涡轮将空气压缩成高压气体。
与喷气式发动机不同的是，涡轮式发动机使用高速旋转的涡轮来驱动压缩机，而不是压气机。
在燃烧过程中，涡轮式发动机也是向燃烧室喷入燃料并点火产生火焰。
燃料的燃烧释放的能量将加热高压气体，使其膨胀。
在推力生成过程中，膨胀的高压气体通过涡轮再次驱动涡轮，并将剩余能量转化为推力来推动飞机。
3. 分类航空发动机可以根据不同的分类标准进行分类，常见的分类包括以下几种。
3.1 气缸式发动机气缸式发动机又称为活塞式发动机，是一种较早期的发动机类型。
其工作原理是通过活塞的上下运动来实现气体的压缩和膨胀过程。
气缸式发动机分为单缸、多缸和星型发动机等多个子类型。
这些发动机在航空领域使用较少，主要用于小型飞机和无人机。
3.2 喷气式发动机喷气式发动机是现代航空领域中最常见的发动机类型。
其工作原理已在前文中介绍。
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弹簧力作用下活门打开，吸入空气进 入燃烧室喷油燃烧加热；气流膨胀使压力升 高，活门关闭，膨胀的燃气向后排出，排气 造成降压，活门开启。过程周而复始
2019/11/7
JET ENGINE
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NUAA
2019/11/7
基本原理
火箭发动机 Rocket Engine 不用大气作为推进流体 携带燃料和氧化剂 燃烧产生自己的推进流体 能在地球大气层外工作 只适合工作时间很短的情况
NUAA
基本原理
燃气涡轮发动机作为飞机的动力装置 发展神速
1913 法国雷恩*洛兰（Rene lorin） 喷气推进发动机的专利
• 现代化冲压式喷气发动机 ★进气道 ★燃烧室 ★供油 ★推进喷管
2019/1Βιβλιοθήκη /7JET ENGINE2
NUAA
基本原理
1930 英国弗兰克*惠特尼（Frank Whittle） 燃气轮机产生推进喷气的专利
JET ENGINE
10
NUAA
基本原理
燃气轮机发动机： 从大气中吸进空气，经压缩
和加热这一所有热力发动机中 的过程之后，得到能量与动量 的空气以高达600m/s的速度从 推进喷管中排出
机械布局很简单，包括进气 道、压气机、燃烧室、涡轮、 尾喷管五大主要部件
2019/11/7
JET ENGINE
11
民航发动机
第一部分
COMAC PROPRIETARY INFORMATION The information contained in this document is COMAC proprietary information and is disclosed in confidence. It is the property of COMAC and shall not be used, disclosed to others or reproduced without the express written consent of COMAC.
NUAA
基本原理
喷气发动机虽然与活 塞发动机-螺旋桨组合 貌似大相径庭，但是却 采用相同的基本原理来 实现推进，即将大量空 气向后推而推进飞机
㊣冲压喷气、脉冲喷气、火箭等
2019/11/7
JET ENGINE
5
NUAA
NUAA
NUAA
基本原理
不同类型的喷气发动机，如冲压喷气、脉冲喷 气、燃气轮机等，其差别仅在于“推力提供者”， 即发动机供应能量并将能量转换成飞行动力的方式
13
NUAA
基本概念
双轴内外涵涡轮喷气发 动机（低涵道比）
2019/11/7
三轴前风扇涡轮喷气发 动机（高涵道比）
JET ENGINE
14
NUAA
基本概念
（螺）桨-（风）扇方案
对转风扇方案 （高涵道比）
2019/11/7
JET ENGINE
15
NUAA
2019/11/7
基本原理
JET ENGINE
NUAA
基本概念
单面进气双级离心式 涡轮-螺桨发动机
双面进气单级离双心式面进气单级离心式 涡轮喷气发动机 涡轮喷气发动机
2019/11/7
双轴轴流式涡轮-螺桨发动机
JET ENGINE
12
NUAA
基本概念
单轴轴流式涡轮喷气发动机 双轴涡轮轴发动机（自由动力涡轮）
2019/11/7
JET ENGINE
飞机速度高于450 英里/小时后，涡扇发 动机的效率高于螺旋 桨型发动机的效率， 因而适合用于高亚音 速和普通超音速飞行
由于螺旋桨的高叶 尖速度造成的气流干 扰，在350英里/小时 以上时螺旋桨效率迅 速降低，使得低速飞 行的飞机采用涡桨发 动机最为适宜
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NUAA
2019/11/7
基本原理
涡桨发动机的优越 性在一定程度上被涵道 风扇、桨扇发动机的引 入而抵消
这些发动机比纯喷 气发动机流量大而喷气 速度低，其推进效率与 涡桨相当，超出了纯喷 气发动机的推进效率
JET ENGINE
17
NUAA
基本原理
涡轮/冲压发动机
涡轮-火箭发动机
2019/11/7
JET ENGINE
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冲压发动机：
气动热力涵道
没有任何主要旋转部件
扩张形进气涵道
ram jet engine
收敛形（收扩形）出口 导弹和靶机的动力装置
aero-thermodynamic-duct
2019/11/7
JET ENGINE
8
NUAA
基本原理
脉冲发动机：
Pulse Jet
采用间隙燃烧原理 能在静止状态工作 进气涵道有许多进气“活门” 直升机旋翼的推进装置 精心设计涵道来控制共振循环
11年后完成发动机首飞 ★进气道 ★压气机 ★燃烧室 ★涡轮 ★喷管 ★燃油喷嘴
2019/11/7
JET ENGINE
3
NUAA
基本原理
在惠特尼发动机基础上，发展出 罗尔斯*罗伊斯公司的“维兰德”、 “维温特”、“尼恩”、“达特”
Derwent
Welland
2019/11/7
JET ENGINE
Nene 4