航空发动机组成
航空发动机知识大全
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我国航空发动机发展现状
涡喷5发动机是我国根据前苏 联BK-1φ发动机的技术资料仿 制的第一种涡喷发动机，由沈 阳航空发动机厂研制。涡喷5 是一种离心式､单转子､带加力 式航空发动机，单台最大推力 为25．5千牛，加力推力为 32．5千牛，重量为980千克， 主要用于国产歼-5战斗机。
歼-5，沈飞制造，装备国产涡喷5发动机
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涡轮喷气发动机
协和式飞机，英国和 法国联合研制的超音 速客机，最大飞行速 度2.04马赫，巡航高 度18000米。1969年， 第一架协和超音速客 机诞生，1976年1月 21日投入商业飞行。 2003年10月24日， 协和式飞机执行了最 后一次飞行，全部退 役。
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涡轮喷气发动机
随着航空燃气涡轮技术的进步，人们在涡轮喷气发动机的基础上， 又发展了多种喷气发动机，如根据增压技术的不同，有冲压发动机 和脉动发动机；根据能量输出的不同，有涡轮风扇发动机、涡轮螺 旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺桨风扇发动机等。 喷气发动机尽管在低速时油耗要大于活塞式发动机，但其优异的 高速性能使其迅速取代了后者，成为航空发动机的主流。
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涡轮轴发动机
涡轮轴发动机是用于直升机的，它与 旋翼配合，构成了直升机的动力装置。 半个世纪以来，涡轴发动机已成功地 发展了四代，功重比已从2kW/daN提 高到6.8~7.1 kW/daN。
米-26直升机
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涡轮轴发动机工作原理
在构造上，涡轮轴发动机也有进气道、压气机、燃烧室和尾喷管等 燃气发生器基本构造，但它一般都装有自由涡轮，如图所示，前面 的是两级普通涡轮，它带动压气机，维持发动机工作，后面的二级 是自由涡轮，燃气在其中作功，通过传动轴专门用来带动直升机的 旋翼旋转，使它升空飞行。
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。
航空发动机构成
航空发动机构成
航空发动机是由多个部分组成的。
主要部分包括以下几点：
1. 压缩机：将空气压缩并输送到燃烧室。
2. 燃烧室：将燃料和空气混合并燃烧，产生高温高压气体。
3. 高压涡轮：从燃烧室喷出来的气体转动高压涡轮，驱动压缩机。
4. 低压涡轮：高压涡轮后面是低压涡轮，它驱动飞机推进器（如风扇）。
5. 推进器：产生向后的推力，推动飞机前进。
还有其他一些重要的组成部分，例如燃油系统、点火系统、冷却系统等等。
这些部分共同协作，将燃料燃烧并产生推力，使飞机能够飞行。
航空发动机总资料
第一章概论航空发动机可以分为活塞式发动机（小型发动机、直升飞机）和空气喷气发动机两大类型。
P3空气喷气发动机中又可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不带压气机的冲压喷气发动机(构造简单，推力大，适合高速飞行。
不能在静止状态及低速性能不好，适用于靶弹和巡航导弹)。
涡轮发动机包括：涡轮喷气发动机WP，涡轮螺旋桨发动机WJ,涡轮风扇发动机WS,涡轮轴发动机WZ，涡轮桨扇发动机JS。
在航空器上应用还有火箭发动机（燃料消耗率大，早期超声速实验飞机上用过，也曾在某些飞机上用作短时间的加速器）、脉冲喷气发动机（用于低速靶机和航模飞机）和航空电动机（适用于高空长航时的轻型飞机）。
P4燃气涡轮发动机是由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等主要部件组成。
由压气机、燃烧室和驱动压气机的涡轮这三个部件组成的燃气发生器，它不断输出具有一定可用能量的燃气。
涡桨发动机的螺桨、涡扇发动机的风扇和涡轴发动机的旋翼，它们的驱动力都来自燃气发生器。
按燃气发生器出口燃气可用能量的利用方式不同，对燃气涡轮发动机进行分类：将燃气发生器获得的机械能全部自己用就是涡轮喷气发动机；将燃气发生器获得的机械能85%~90%用来带动螺旋桨，就是涡桨发动机；将获得的机械能的90%以上转换为轴功率输出，就是涡轮轴发动机；将小于50%的机械能输出带动风扇，就是小涵道比涡扇发动机（涵道比1:1)；将大于80%的机械能输出带动风扇，就是大涵道比涡轮风扇发动机（涵道比大于4:1）。
P5航空燃气涡轮发动机的主要性能参数：1.推力，我国用国际单位制N或dan,1daN=10N，美国和欧洲采用英制磅(Pd)，1Pd=0.4536Kg,俄罗斯/苏联采用工程制用Kg,1Kg=9.8N；2.推重比（功重比），推重比是推力重量比的简称，即发动机在海平面静止条件下最大推力与发动机重力之比，是无量纲单位。
对活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机则用功重比（功率重量比的简称）表示，即发动机在海平面静止状态下的功率与发动机重力之比，KW/daN；3.耗油率，对于产生推力、的喷气发动机，表示1daN推力每小时所消耗的燃油量单位Kg/(daN·h),对于活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机来说，它表示1KW功率每小时所消耗的燃油量单位Kg/(kw·h)；4.增压比，压气机出口总压与进口总压之比，飞速较高增压比较低，低耗油率增压比较高；5.涡轮前燃气温度，是第一级涡轮导向器进口截面处燃气的总温，也有发动机用涡轮转子进口截面处总温表示，发动机技术水平高低的重要标志之一；6.涵道比，是涡扇发动机外涵道和内涵道的空气质量流量之比，又称流量比。
航空发动机分类及发动机结构
前外输出的涡轮轴发动机
• 燃气涡轮喷气发动机 （涡喷） – 工作原理:一定量的空气通过进气道以较小的流动损失顺利地引入压气机, 在压气机中高速旋转的叶片对空气作功压缩空气提高空气的压力, 高压空 气在燃烧室内与燃油混合燃烧将化学能转变为热能形成高温高压的燃气, 高温高压的燃气首先在涡轮内膨胀, 推动涡轮高速旋转输出功去带动压气 机, 然后, 燃气在喷管内继续膨胀加速燃气使燃气以较高的速度喷出,产生 推力。
– 外涵：流过外涵的空气通过高速旋转的风扇叶片对空气作功, 压缩空气, 提 高空气的压力和温度, 接着空气在通道内膨胀加速, 排入大气, 也产生反作 用推力。
–
总推力=内涵推力+外涵推力
– 与涡喷发动机一样,从工作后的温度不同涡扇发动机也分为冷端和热端两 部分。进气道,风扇,低压压气机,高压压气机属于冷端,而燃烧室,高压涡轮, 低压涡轮,喷管属于热端。
– 燃气发生器后的燃气可用能全部用来在喷管内继续膨胀, 加速燃气, 提高 燃气的速度, 使燃气以较高的速度喷出, 产生推力。
– 从工作后的温度不同可将发动机分为冷端和热端两部分。进气道,压气机 属于冷端,而燃烧室,涡轮,喷管属于热端。
– 与航空活塞发动机相比: 航空燃气涡轮喷气发动机既是热机又是推进器。 重量轻, 推力大, 推进效率高, • 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。
的合力在发动机轴线方向的分立叫发动机推力。
发动机定义
• 发动机是将燃油燃烧释放出的热能转变为 机械能的装置。
• 动力装置包括：发动机，所必需的工作系 统，如燃油系统，滑油系统，起动点火系 统。还应有防冰系统，反推系统，指示系 统和外壳体等。
燃气涡轮发动机的分类
• 涡轮喷气发动机：单转子，双转子和三转子； • 涡轮螺旋桨发动机(用于支线飞机) ； • 涡轮风扇发动机(用于干线飞机) ； • 涡轮轴发动机(用于直升机) 。
航空发动机结构设计
F404低压风扇
❖等外径气流通道设计
第一节 概 述
等内径设计
❖优点：提高末级叶片效率。 ❖缺点：对气体加功量小，级数多。
等中径设计
❖介于两者之间，一般均混合采用。
CFM56-5C高压压气机
❖等内径气流通道设计
第二节 轴流压气机转子
❖1. 转子的基本结构 ❖2. 压气机工作叶片结构 ❖3. 压气机轮盘结构 ❖4. 转子平衡技术
2.压气机工作叶片结构
2.压气机工作叶片结构
2.压气机工作叶片结构
❖ 带蜂窝结构
❖ 带波纹片结构
❖RR公司的空心叶片设计
2.压气机工作叶片结构
2.压气机工作叶片结构
❖ 根部 (榫头)
叶片和盘的连接部分并将叶片的离心力均匀加在 盘缘上。
轴向燕尾型--广泛采用于风扇、压气机中。 环形燕尾槽--用于高压后几级中。 榫树型榫头--在压气机中较少使用。
加强盘式转子
• SPEY 低压压气机转子
混合式转子
❖ 恰当半径：
盘的变形等于鼓的变形。
❖ 盘加强鼓：
盘的变形小于鼓的变形。
❖ 鼓加强盘：
盘的变形大于鼓的变形。
混合式转子
1. 转子的基本结构
❖二、转子的连结形式：
短螺栓连接短螺栓连接转子
二、转子的连结形式
RB211-535E4
GE90
3.防外来物打伤（FOD）
CFM56-2
CFM56-3
CFM56-5 CFM56-7
4. 防喘装置
❖ 1.喘振原因
进气畸变，吞烟，进气道堵塞。
❖ 2.防喘措施
放气机构 可调进口导向器叶片 可调静子叶片 处理机匣 多转子。
放气机构
航空发动机概述解析
航空发动机概述解析喷气发动机是使用喷气推力推动飞机飞行的发动机。
它的工作原理是，通过燃烧室中的燃料燃烧产生高温高压气流，然后将气流经过喷嘴迅速排出，产生的离心推力推动飞机向前飞行。
喷气发动机具有推力大、能量利用率高的特点，适用于高速、远程飞行。
涡扇发动机是一种结合了涡轮和涡桨技术的发动机。
它的工作原理是，通过燃烧室中的燃料燃烧产生高温高压气流，然后通过涡轮驱动涡桨，在涡轮的作用下产生的气流既产生推力，同时也驱动涡桨产生升力。
涡扇发动机具有推力和升力兼备的特点，适用于短距离起降和低速/垂直起降的飞行任务。
1.压气机：压气机是将空气压缩为高压气体的关键部件。
它通常由多级轴流式压气机和多级离心式压气机组成。
轴流式压气机的压缩空气流向与发动机轴线平行，压缩效率高；离心式压气机的压缩空气在转子内壁上流动，压缩效率较低。
2.燃烧室：燃烧室是燃料燃烧的区域，它将燃料和压缩空气混合并点火燃烧。
燃烧室结构复杂，需要满足高温高压下的燃烧要求，并尽可能减少排放物的产生。
3.涡轮：涡轮是推动喷气发动机和涡扇发动机的核心部件，包括高压涡轮和低压涡轮。
燃气在高温高压下冲击涡轮，使涡轮旋转并带动压气机和涡桨运转。
4.尾喷口：尾喷口是喷气发动机的出口，通过控制尾喷口形状和大小，可以调节喷气流的方向和推力大小。
喷气流的速度越大，推力越大。
5.涡桨：涡扇发动机中的涡桨是产生升力的关键部件，它由多个叶片组成，通过涡轮驱动旋转，产生气流带动飞机上升。
涡桨的叶片形状和数量可以根据飞行任务的需求进行调整。
近年来，随着航空技术的不断发展，航空发动机也在不断创新和改进。
例如，涡扇发动机的高涵道比设计可以提高推力和燃油效率；使用复合材料和先进制造工艺可以减轻发动机重量；采用全电控制系统可以提高发动机的控制性能等。
总之，航空发动机是现代飞机的核心动力装置，它的设计和性能直接影响着飞机的运行效率、经济性和安全性。
随着航空技术的不断进步，航空发动机也在不断创新和优化，为飞机提供更高的性能和可靠性。
航空发动机PPT课件
第3章 飞行器动力系统
2020/2/19
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3.1 发动机的分类及特点
冲压 喷气发 燃动气机
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
活塞式
涡轮发
涡轮桨扇发动机
发动机
航发空动航机天 动机
涡轮轴发动机 垂直起落发动机
火箭
航空航天
冲压发 动机
组合
涡轮
发动机
火箭 发动机
化学 液体火箭发动机 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
功率重量比——
发动机提供的功率和发动机重量之比（kW/kg）
燃料消耗率(耗油率)——
衡量发动机经济性的指标，产生1kW功率在每小时 所消耗的燃料的质量（kg/kW h)
2020/2/19
活塞式航空发动8 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
3.3 空气喷气发动机
气 球
平衡状态 反作用力 作用力
自动旋转喷灌器 喷嘴喷出高压水流的反作用力
燃烧剂 ——
液氢H2 航空煤油 肼及其衍生物N2H4 (CH3)2N2H2 混胺
2020/2/19
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
火箭发5动0 机
3、液体火箭发动机的优缺点
优点 —— 比冲高，推力范围大，能反复起动 推力大小较易控制，工作时间长 固体推进剂性能稳定，可长期贮存
缺点 —— 推进剂不宜长期贮存，作战使用性能差
星形发动机
直立式发动机
V形发动机
2020/2/19
活塞式航空发动6 机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
活塞8发动机 双排14缸星形气冷发动机
2020/2/19
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航空发动机组成
航空发动机是航空器的核心部件，它由许多不同的部件组成，本文将详细介绍航空发动机的组成部分。
1. 压气机（Compressor）
压气机是发动机最重要的部分之一，它将大量的空气压缩，使其能够进入燃烧室进行燃烧，并提供发动机所需的能量。
压气机分为多级压缩机和单级压缩机两种，多级压缩机通常用于高涵道比发动机中。
2. 燃烧室（Combustion chamber）
燃烧室是发动机的核心部分，燃烧室内的燃料和空气混合后进行燃烧，释放出能量，并将高温高压的燃气推向涡轮。
燃烧室的结构和设计非常重要，它必须能够承受高温高压的燃气冲击，并且不能泄漏燃气。
3. 涡轮（Turbine）
涡轮是由燃烧室排放的高温高压燃气驱动的旋转部件，其主要作用是带动压气机和辅助系统。
涡轮组件由高温合金制成，以耐受高温高压燃气的腐蚀和热膨胀。
4. 喷嘴（Nozzle）
喷嘴是将高温高压的燃气喷出并加速的部件，喷嘴的设计可以调节排出的燃气速度和方向，以提高发动机效率和推力。
5. 空气滤清器（Air filter）
空气滤清器是防止杂质和颗粒进入发动机的部件，它非常重要，因为它可以减少发动机受损的可能性，同时保持发动机的效率。
6. 冷却系统（Cooling system）
冷却系统主要是用于防止发动机过热，降温的部件。
发动机需要保持适当的温度，以防止过热和机件熔化。
冷却系统包括油冷却器、气冷器、水冷却器等不同类型的部件。
油系统主要是用于润滑发动机各个部件的部件，以减少磨损和摩擦，保持发动机运转顺畅。
油系统也可以帮助冷却发动机和清除发动机内的杂质和污垢。
燃油系统主要是提供发动机燃料，以支持燃烧室中的燃烧过程。
燃油系统包括供油系统、燃油过滤器、燃油控制阀等部件。
驱动系统是将发动机的动力传递给飞机的部件，这包括传动轴、耦合件、万向节等。
驱动系统必须能够承载发动机的高速旋转和飞机的复杂运动。
辅助系统是支持发动机正常运行的部件，这包括引气系统、启动系统、起飞和着陆制动系统等。
这些部件都是发动机正常运行的必要附属品。
总的来说，航空发动机是非常复杂的机械系统，由许多不同类型的部件组成。
每个部件都具有特定的功能和重要性，扮演着关键的角色，确保发动机正常运行并提供所需的推力。