航空发动机原理复习思考题

试题一
一、概念简答题（每题8分，共40 分）
1、目前航空燃气轮机主要有哪几种类型？简述其结构和应用特点。

2、什么是化学反应速度？它与那些因素有关？在燃气轮机燃烧室设计中，应怎样考虑利用这些因素来强化燃烧？
3、主燃烧室按结构形式可分为哪几类？试从工作原理上比较它们的优缺点。

4、双轴涡轮喷气发动机低压转子与高压转子的共同工作点为什么不是独立变化的？
5、调整放大或缩小尾喷管临界截面积对单轴涡轮喷气发动机共同工作线有什么影响？为什么？
二、计算题（每题15分，共60 分）
6、某 压气机增压比为8.5，效率为0.8, 求（1）当进气温度是200C 时的压气机出口总温。

（2）压气机对每千克气体的加功量。

（3）如测得压气机流量为65kg/s, 计算压气机所需的压缩功率。

（绝热指数k=1.4;气体常数
R=287J/kg.K ）
7、装在协和号飞机的发动机，其原压气机进口级装有预旋导流叶片。

在其动叶进口处C T 0*115=，叶尖处的s m u s m C s m C u a /360,/125,/20011===，求：
（1）叶尖1aw M ？
（2）在改型中去掉预旋导流叶片，且叶尖s m C a /2101=，问这时的叶尖1aw M =？
8 、具有收敛尾喷管的涡轮喷气发动机在地面台架上试车时，已知空气流量为69kg/s ，喷管出口处总温1200K ，总压5104.1⨯Pa ，尾喷管出口面积22.0m ，试估算发动机推力。

9、假定在巡航条件8.00=a M ，a kP P 110=，K T 2160=下，分别排气涡轮风扇发动机的风扇增压比和效率为85.0,6.1==f f ηπ；经风扇后内涵气流进入高压压气机，84.0,25==cH cH ηπ，（1）计算风扇出口总温和高压压气机出口总温。

（2）若高压涡轮进口总温为1500K ，近似计算高压涡轮出口总温（计算时忽略涡轮叶片冷却空气量，燃气流量与空气量的差别以及燃烧室总压损失）；（3）假定高压涡轮效率90.0=TH η，计算其出口总压。

（4）假定低压涡轮效率9.0=TL η，外涵和内涵尾喷管无损失且完全膨胀，试计算涵道比等于多少时内外涵排气速度相同，并计算此时的推进效率。

（kg kJ H k k K kg kJ C K kg kJ C f g pg p /42900,3.1,4.1,./244.1,./005.1=====）
试题二
一、概念简答题（每题8分，共40 分）
1、试述航空燃气涡轮喷气发动机的主要工作部件的用途和设计要点。

2、航空燃气轮机燃烧室的工作有哪些特点？从工作原理方面给燃烧室设计带来什么问题？
3、在目前航空燃气轮机燃烧室中，经常采用的喷嘴有几种结构型式？它们的优缺点如何？
4、紊流火焰传播速度为什么比层流火焰传播速度大得多？为提高紊流火焰传播速度可采取哪些方法？
5、单轴涡轮喷气发动机的压气机设计增压比较高时，为什么共同工作线走向比较平？而低设计增压时共同工作线走向比较陡？
三、计算题（每题15分，共60 分）
6、具有收敛尾喷管的涡轮喷气发动机在地面台架上试车时，已知空气流量为69kg/s ，喷管出口处总温1200K ，总压5104.1⨯Pa ，尾喷管出口面积22.0m ，试估算发动机推力。

7、某亚声轴流压气机第一级平均半径处的基元参数为s m u u /25021==，kg kJ L C s m C s m C C C u u u a a a /20,0,/30,/12531321======
（1） 计算221*1,,,),288(21αββac aw M K T M =。

（2） 画出这个基元级的速度三角形。

（3） 画出和这个速度三角形相一致的动叶和静叶叶栅的示意图，指出叶栅通
道几何特征。

8、协和号飞机装有奥林巴斯593涡轮喷气发动机，在H=15545m ，0.20=a M ，巡航飞行时排气速度为1100m/s ，试估算推进效率（假定外界大气条件为a kP P 110=，K T 2160=）。

9、在巡航条件8.00=a M ，a kP P 110=，K T 2160=下，混合加力涡扇发动机的风扇增压比为7.2=f π；加力燃烧室出口总温2200K ，忽略混合过程、燃烧室和尾喷管损失，忽略冷却引气，假定喷管完全膨胀，进气道总压恢复系数为97.0=i σ，混合室进口处内外涵气流总压相等，（1）计算排气速度，（2）估算发动机总油气比、单位推力和耗油率（kg kJ H k k K kg kJ C K kg kJ C f g pg p /42900,3.1,4.1,./244.1,./005.1=====）
试题三
一、概念简答题（每题8分，共40 分）
1、轴流压气机和离心压气机在增压原理和结构应用方面有什么不同？
2、提高燃烧室出口的燃气温度对发动机有什么重要意义？可采取哪些措施？受到什么限制？
3、燃烧室中的总压损失包括哪几部分？为了降低燃烧室的总压损失，应该着重在其中的哪些部分做工作？
4、推导出单轴涡轮喷气发动机在涡轮导向器和尾喷管临界或超临界情况下涡轮-压气机的共同工作方程。

如何利用该方程求共同工作线？
5、单轴涡轮喷气发动机几何不可调节时，为什么说，控制规律的选取不影响共同工作线？常用的最大状态控制规律是什么？
四、计算题（每题15分，共60 分）
6、协和号飞机装有奥林巴斯593涡轮喷气发动机，在H=15545m ，
0.20=a M ，巡航飞行时排气速度为1100m/s ，试估算推进效率（假定外界大气条件为a kP P 110=，K T 2160=）。

7、已知燃气流过涡轮叶栅时K T K T s m C c 850,920,/550,252110====α，a a C C s m u u 2121,/350===，并已知燃气绝热指数,3.1/=k 气体常数)./(287/K kg J R =。

试求：
（1） 喷嘴环中之总焓的大小及其变化；
（2） 工作轮中的相对总焓的大小及其变化；
（3） 工作轮出口的相对速度；
（4） 工作轮进出口的绝对总焓变化；
（5） 喷嘴环进口至工作轮出口绝对总焓变化；
（6） 轮缘功L u ；
（7） 运动反力度。

8、一台高涵道比风扇在标准海平面大气条件下（pa p K T H H 101325,288==），风扇流量为360kg/S ，风扇压比为1.65，风扇效率为0.89，风扇直径为1.5m ，风扇转速为5000rpm 。

（1） 计算传动这台风扇动力的功率数值；
（2） 按缩型比为0.6缩型此风扇进行实验研究时，其动力源功率为多少千
瓦？
（3） 实验台动力必须达到的转速是多少？
9、假定在标准大气条件下K T 2880=，涡轮进口温度K T t 17004=，（1）若发
动机增压比为30=π，计算理想循环的热效率、压缩终了的总温、在燃烧室中对每千克空气的加热量和每千克气流的循环功（K kg kJ C p ∙=/005.1）。

（2）计算理想循环时发动机最佳增压比、相应的最大循环功和循环热效率。