航空发动机原理
航空发动机原理
航空发动机原理航空发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力，是飞行器的心脏。
自从飞机问世以来的几十年中，发动机得到了迅速的发展，从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机，还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等，时至今日，航空发动机已经形成了一个种类繁多，用途各不相同的大家族。
航空发动机常见的分类原则有两种：按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。
按发动机是否须空气参加工作，航空发动机可分为两类1、吸空气发动机简称吸气式发动机，它必须吸进空气作为燃料的氧化剂（助燃剂），所以不能到稠密大气层之外的空间工作，只能作为航空器的发动机。
一般所说的航空发动机即指这类发动机。
如根据吸气式发动机工作原理的不同，吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。
2、火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机，航天器由于需要飞到大气层外，所以必须安装这种发动机。
它也可用作航空器的助推动力。
按形成喷气流动能的能源不同，火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。
按产生推进动力的原理不同，飞行器的发动机又可分为1、直接反作用力发动机直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流，产生向前的反作用力来推进飞行器。
直接反作用力发动机又叫喷气式发动机，这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机，脉动喷气式发动机，火箭喷气式发动机等。
2、间接反作用力发动机两类。
间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功，使空气加速向后（向下）流动时，空气对螺旋桨（旋翼）产生反作用力来推进飞行器。
这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。
而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力，也有间接反作用力，但常将其划归直接反作用力发动机一类，所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。
附图: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。
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。
【涨知识】航空发动机工作原理和专业名词简介
【涨知识】航空发动机工作原理和专业名词简介摘要今天小编为大家简单介绍一下航空发动机方面的基础知识，包括它的原理，它有哪些部件组成，以及常见的一些专业名词。
航空发动机的工作原理空气通过进气道减速增压，并以最小的流动损失进入到压气机。
压气机以高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气的压力。
高压空气进入燃烧室，在燃烧室内与燃油充分混合后燃烧，产生高温高压的气体进入涡轮。
高温高压的气体首先在涡轮中膨胀，推动涡轮高速旋转带动风扇（涡扇发动机的主要推力由风扇产生）和压气机。
随后燃气在尾喷管中继续膨胀，提高燃气速度，使之高速喷出，产生推力。
航空发动机的五大部件航空发动机主要分为五大部件，分别是进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管，下文将对各大部件逐一进行介绍：进气道航空发动机进气道主要的作用是在各种工作状态下，能够将足够量的空气，以最小的流动损失，引入压气机。
进气道可分为亚音速进气道和超音速进气道，民航发动机的进气道多为亚音速进气道。
亚音速进气道是扩张型的管道。
它由壳体和整流锥组成。
进气道的前端如图所示是扩张型的管道，而前整流锥的后部管道稍微有些收敛。
气体进入进气道后，速度会下降，压力和温度都会上升，形成减速增压的过程。
经过整流锥后，气体的速度会稍有上升，压力和温度略会降低，气体能较均匀地流入压气机，保证压气的正常工作。
压气机压气机是航空发动机的重要组成部分之一。
它的主要作用是通过高速旋转的叶片对空气做功，对流过它的空气进行压缩，提高空气的压力，为之后在气体在燃烧室中的燃烧创造条件，以改善发动机的经济性，增加发动机的推力。
压气机从构型上可以分为离心式和轴流式两种。
评定压气机性能的主要指标是增压比、效率、外廓尺寸和重量等。
此外，轴流式压气机较离心式压气机相比，增压比大，效率高，单位空气流量大。
故现役的民航发动机多为轴流式压气机。
航空发动机的压气机部分也可分为低压部分和高压部分。
低压部分包括风扇和低压压气机，高压部分包括高压压气机。
飞机发动机工作原理
飞机发动机工作原理飞机发动机是飞机的核心装置，通过将燃料燃烧转化为推力，驱动飞机飞行。
本文将详细介绍飞机发动机的工作原理，让我们一起来了解吧。
一、引言飞机发动机是指将燃料转化为推力的装置，用于驱动飞机运行。
根据不同的工作原理和结构特点，常见的飞机发动机主要包括喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。
接下来，我们将分别介绍这两种发动机的工作原理。
二、喷气发动机喷气发动机是现代飞机主要采用的发动机类型，其工作原理是通过压缩空气、混合燃料并燃烧产生高温高压气流，然后将气流排出，产生推力。
下面是喷气发动机的工作原理的详细介绍：1. 压气机喷气发动机的核心部件是压气机，它通过旋转的叶片将进气口的空气压缩。
当大量空气被压缩到高压状态时，空气中的氧气浓度增加，为后续的燃烧提供条件。
2. 燃烧室在压气机将空气压缩后，被送入燃烧室。
燃烧室内混合了燃料和压缩空气，点燃燃料后产生高温高压气流，这个过程称为燃烧。
燃烧室的设计十分关键，它能够保证高效的燃烧并控制燃烧产生的温度。
3. 喷嘴燃烧产生的高温高压气流被送入喷嘴，喷嘴具有特殊的形状和结构，能够将气流加速并改变其流动方向。
当高温高压气流从喷嘴喷出后，由于动量守恒定律，飞机会产生与气流相反的推力，推动飞机向前飞行。
三、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是另一种常见的飞机发动机类型，它通过喷气发动机的工作原理，将燃料燃烧后的高温高压气流驱动涡轮转动，从而驱动螺旋桨旋转。
下面是涡轮螺旋桨发动机的工作原理的详细介绍：1. 压气机和燃烧室涡轮螺旋桨发动机的工作原理与喷气发动机相似，其主要部件包括压气机和燃烧室。
通过压气机将进气口的空气压缩，然后进入燃烧室与燃料混合并燃烧，产生高温高压气流。
2. 涡轮和螺旋桨高温高压气流进入涡轮部分，通过涡轮的叶片驱动涡轮旋转。
涡轮与螺旋桨轴相连，涡轮旋转的动力被传递到螺旋桨上，使其旋转，进而产生推力。
四、总结飞机发动机是飞机运行的核心装置，喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机是两种常见的发动机类型。
《航空发动机原理》课件
润滑系统故障
润滑油压力低、油温过高或过低、漏油等。
冷却系统问题
冷却水流量不足、水温过高、散热器堵塞等 。
故障诊断方法
振动分析
通过测量和分析发动机的振动 信号，判断是否存在异常。
性能参数监测
定期检查发动机的性能参数， 如功率、油耗、排气温度等， 以便及时发现异常。
油液分析
通过对润滑油和冷却水的成分 和状态进行检测，判断是否存 在故障。
指航空发动机将吸入的空气进行压缩的过 程。
压缩方式
航空发动机的压缩方式主要有两种，即等 熵压缩和等压压缩。不同的压缩方式会对
发动机的性能和效率产生影响。
压缩比
压缩比是指航空发动机压缩后的空气压力 与压缩前的空气压力的比值。压缩比的大 小会影响发动机的性能和效率。
压缩热
在空气被压缩的过程中，会产生大量的热 量，这些热量需要得到及时的散发和冷却 ，否则会影响发动机的性能和寿命。
随着环保意识的日益增强，航空发动机 的绿色环保发展趋势愈发重要。
VS
详细描述
为了降低航空发动机对环境的影响，未来 的发展将更加注重节能减排、降低噪音和 减少废弃物等方面。新型燃烧室设计、排 放控制技术和先进冷却技术等将有助于实 现这一目标。同时，生物燃料和电力驱动 等替代能源的研究和应用也将为航空发动 机的绿色发展提供更多可能性。
预防性维护
根据实际情况制定合理的维护计划，确保发 动机始终处于良好状态。
05
CATALOGUE
航空发动机的发展趋势与未来展望
高性能与高效率的发展趋势
总结词
随着科技的不断进步，航空发动机的高性能与高效率发展趋 势日益明显。
详细描述
为了满足现代航空工业对飞行器性能的更高要求，航空发动 机在设计和制造过程中不断追求更高的推力、更轻的重量、 更低的油耗和更高的可靠性。
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
航空发动机采用内燃机原理进行工作。
它通过燃烧燃料来产生高温高压气体，并利用该气体的推力推动飞机前进。
以下是航空发动机的工作原理：
1. 压缩：当飞机发动机启动后，压气机会将大量空气吸入，并将其压缩。
压缩使空气分子更加接近，并增加了空气的能量密度。
2. 混合燃烧：压缩后的空气与燃料混合，在燃烧室中点火燃烧。
燃料的燃烧释放出巨大的能量，产生高温高压气体。
3. 推力产生：高温高压气体通过喷嘴排出，产生向后的推力。
根据牛顿第三定律，每个动作都会有相等大小但方向相反的反作用力，推动飞机向前。
4. 排气：排出的高温高压气体通过喷气口排入大气中。
在喷气过程中，也会产生较低温度和较高速度的气流，形成发动机尾流。
航空发动机通过循环以上的工作原理，持续地产生推力，推动飞机飞行。
发动机的性能和效率取决于燃料的燃烧质量、压气机的效果以及排气喷流的速度和方向。
不断改进和创新发动机技术，提高推力和燃油效率是航空工业的目标之一。
航空发动机原理
航空发动机原理（一）航空发动机原理——涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机的诞生二战以前，活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就，使得人类获得了挑战天空的能力。
但到了三十年代末，航空技术的发展使得这一组合达到了极限。
螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候，桨尖部分实际上已接近了音速，跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降，推力不增反减。
螺旋桨的迎风面积大，阻力也大，极大阻碍了飞行速度的提高。
同时随着飞行高度提高，大气稀薄，活塞式发动机的功率也会减小。
这促生了全新的喷气发动机推进体系。
喷气发动机吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，对发动机产生反作用力，推动飞机向前飞行。
早在1913年，法国工程师雷恩?洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计，并获得专利。
但当时没有相应的助推手段和相应材料，喷气推进只是一个空想。
1930年，英国人弗兰克?惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利，这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。
11年后他设计的发动机首次飞行，从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。
涡轮喷气发动机的原理涡轮喷气发动机简称涡喷发动机，通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。
部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。
涡喷发动机属于热机，做功原则同样为：高压下输入能量，低压下释放能量。
工作时，发动机首先从进气道吸入空气。
这一过程并不是简单的开个进气道即可，由于飞行速度是变化的，而压气机对进气速度有严格要求，因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。
压气机顾名思义，用于提高吸入的空气的的压力。
压气机主要为扇叶形式，叶片转动对气流做功，使气流的压力、温度升高。
随后高压气流进入燃烧室。
燃烧室的燃油喷嘴射出油料，与空气混合后点火，产生高温高压燃气，向后排出。
高温高压燃气向后流过高温涡轮，部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能，驱动涡轮旋转。
由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上，因此也驱动压气机旋转，从而反复的压缩吸入的空气。
从高温涡轮中流出的高温高压燃气，在尾喷管中继续膨胀，以高速从尾部喷口向后排出。
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气体动力学基础
一、 填空（30分，每空1分）
1. 气体密度是指_单位容积内气体的质量 _。
从微观上讲，密度的大小代表了 _气体分子 的疏密程度-。
气体流过航空发动机的喷管时，其密度的变化规律是
—减小
2.
从微观上讲，气体压力是 _大量气体分子无规则运动碰撞器壁的总效应 _。
在比容一
定的情况下，气体温度升高，引起气体压力的变化规律是 —增大。
3.
定压比热是指_在压力一定的条件下，1kg 气体
温度升高或降低 1C,所需吸收或放出的 热量_；定压比热与定容比热的关系式可以写成 C p c v R 。
4. 绝热过程是指
气体在和外界没有任何热交换
的前提下，
所进行的热力过程 ；在该
过程中压力和比容的关系式可以写成
邑 （上）k ;该过程的外（容积）功的计算式可以写
P l
V 2
、 1
成丨
（p 2 V 2 p 1v 1 ）。
k 1
5•“ 一维定常流”中“一维”是指 _气流参数是一维坐标的函数 _。
6.
可压流的连续性方程可以写成 A V 常数，它说明_在一维定常流
的条件下，流过各
截面的气体流量相等 。
7. 一维定常流能量（焓）方程的一般形式是
i 2 i 1。
气体流
过发动机的涡轮时，能量方程可以改写成 V 22
丨，此方程表示的能量转换
关系是气体焓的下降，用来对外作功和增加气体的动能;气体流过发动机进气道时，能量V 2
方程可以改写成i ——常数，此方程表示的能量转换关系是焓和动能之和保持不变。
2
8•滞止压力（总压）是指理想绝能条件下，将气流滞止到速度为零时的压力_。
气体流过发动机的进气道时，在不考虑流动损失的情况下，总压的变化规律是不变的。
9. 气体的音速是指_弱扰动波气体中的传播速度 _，其大小与温度有关。
10. 理想绝能流动是指 _气体在没有流动损失的情况下，与外界没有任何能量交换的流 动。
11. 要使亚音速气流减速，必须采用 _扩散_管道；这是因为 亚音速气流流速减小，单 位面积流量下降，为了保证流量连续，管道横截面积必须增大
12.
亚音速气流流过扩散管，沿流动方向其速度是
减小（填写“增加”或者“减小”） 的，压
力是 增加（填写“增加”或者“减小”）的。
13. 等容过程的过程方程是 V 常数；等温过程的过程
方程是
pv 常数。
14 •气体的粘性是指 相邻两层气体发生相对运动时，两层气体之间相互牵制的性质
判断题（20分，每题2分）
1.理想循环的热效率就是在一次循环中转换为循环功的量与加热量的比值。
气流在亚音速范围内作理想绝能流动中，气流速度增加时
A. 管道横截面积和单位面积流量都增加。
B. 管道横截面积和单位面积流量都减小。
C. 管道横截面积减小，单位面积流量都增加。
D. 管道横截面积增加，单位面积流量减小。
A . p p 都不变
2. 在等压膨胀过程中，气体的比容增大，温度降低.
3. 在绝能流动中气体的音速一定保持不变.
4. 气流M 数就是气流速度与音速（340米/秒）之比.
5. 不可能从单一热源吸热，并使之完全变为有用功，而不引起其它变化.
6. 外加热全部转变成容积功的热力过程是等温过程.
7. 收缩喷管最多只能使流过它的气体加速到音速，而不能超音速。
8. 要使超速气流减速可以采用收敛管。
9. 航空发动机温度表显示的是总温。
10. 气体流过发动机的燃烧室时，其总焓是增加的。
选择题（10分，每题2分）
在发动机收缩喷管出口压力等于管后压力， 下列说法一定正确的是:
A .
B .
C.
D. 1.
该喷管一定处于临界状态。
该喷管一定处于亚临界状态。
该喷管一定处于超临界状态。
该喷管处于亚临界状态或者处于临界状态。
(
( (
( X ( ( ( ( ( (
) ) )
)
V
V V X ) ) ) ) ) )
2. 3. 亚音速气流在收敛管内作理想绝能流动时,
p 与p 的变化情况是
B．p p 都减小
C．p 不变，p 增加
D ．p 不变，p 减小
4．气体总温变化，会引起气体极限速度和临界速度发生变化，当气体的总温升高时，
C )
A ．极限速度增大、临界速度减小。
B．极限速度减小、临界速度增大。
C．极限速度和临界速度都增大。
D．极限速度和临界速度都减小。
5. 空气按多变指数n=0.8 的多变过程变化，其多变过程线在p-v 图上的位置在：D )
A ．等温线与绝热线之间
B．绝热线与等容线之间
C．在等容线与等压线之间
D．在等压线与等温度线之间。