航空发动机分类及发动机结构

• 涵道比 ：外涵流量与内涵流量的比值, 称为涵道比。
• 转子：
双转子短外涵高涵道比分别排气涡轮风扇发动机
三转子短外涵高涵道比分别排气涡轮风扇发动机
• 涡轮轴发动机
– 燃气发生器后的燃气可用能全部用于驱动动力涡轮而不在喷管内 膨胀产生推力。
– 涡轮轴发动机由燃气发生器和自由涡轮(又叫动力涡轮)组成。自 由涡轮与燃气发生器的涡轮没有任何机械上的联系,只靠气动来联 系,所以称为自由涡轮。
• 涡轮风扇发动机 （涡桨）
– 组成：由进气道,风扇,低压压气机,高压压气机,燃烧室,高压涡轮,低压涡轮 和喷管组成
– 工作原理 ：
– 内涵：涡扇发动机内路的工作情形与涡喷发动机相同。即流入内涵的空气 通过高速旋转的风扇、低压压气机和高压压气机对空气作功, 压缩空气, 提高空气的压力。高压空气在燃烧室内和燃油混合, 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,然后在低压涡轮内膨胀,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。
进高 气压 道压
气 机
燃高低喷 烧压压管 室涡涡
轮轮
– 涡轮前燃气总温T3
• 最重要, 最关健的一个参数, 也是受限制的一个参数。 • 气总温的高低表示了发动机性能的高低。 • 在使用过程中它不应超过允许的最高值。
– 发动机排气温度T4
• 用符号EGT(Exhaust Gas Temperature)表示 • 一般它是低压涡轮后燃气的总温,是重要的监控参数。 • EGT 的高低反映了发动机涡轮前总温 的高低。 • EGT的变化反映发动机性能的变化。 • EGT的变化反应发动机的故障: • EGT裕度:起飞工作状态时最高EGT值与EGT最大限制值之差。它表 示发动机性能衰退的重要参数。
• 燃气涡轮螺旋桨发动机 （涡桨） – 由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成,在它们之间还安排了一个减 速器。
– 减速器的功用是使螺旋桨在较低的转速下工作,同时使发动机 在高转速下工作,双方都有较高的效率。
– 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螺旋桨,螺旋 桨旋转产生拉力,燃气在喷管内继续膨胀使燃气以一定的速度 喷出,产生推力。
压力。
– 燃烧室：高压空气和燃油混合, 燃烧, 将化学能转变为热能, 形成 高温高压的燃气。
– 涡轮：高温高压的燃气在涡轮内膨胀, 向外输出功, 去带动压气机。 – 自由涡轮：高温高压的燃气在内膨胀, 向外输出功, 去带动旋翼。 – 喷管：使燃气继续膨胀, 加速, 提高燃气的速度。 – 燃气发生器
• 压气机, 燃烧室, 涡轮.
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。
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
知识条
1.转子定义：转子轴与涡轮转子轴通过联轴器连接, 形成发动机转子
2.海平面标准大气条件 （ T1* ＝288.15K; p1＝* 101325Pa）
3.安装角是弦线与水平线(压气机轴线)之间的夹角。 4.燃气发生器: 压气机, 燃烧室, 涡轮. 又称为发动机的核心
机。 5.发动机推力：气体流过发动机时对发动机内外壳体作用力
– 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。
– 动力涡轮轴上输出的功率通过减速器用来带动直升机的旋翼。
– 动力涡轮轴上输出的功率可以用来带动直升机的旋翼。
– 直升机上装配涡轮轴发动机。
• 组成 ：进气道，压气机，燃烧室，涡轮，自由涡轮, 喷管。
– 进气道：将足够的空气量, 以最小的流动损失顺利地引入压气机。 – 压气机：通过高速旋转的叶片对空气作功, 压缩空气, 提高空气的
– 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。
航空涡轮轴发动机按有无自由涡轮，分为 • 定轴式涡轮轴发动机 • 自由涡轮式涡轮轴发动机
定轴式涡轮轴发动
自由涡轮式涡轮轴发动机
• 根据输出功率方式的不同，自由涡轮式涡轴发动 机又可分为 后输出式、前输出式
• 前输出式可分为
内前输出式，外前输出式等几种类型。
来自百度文库前内输出式的自由涡轮驱动的涡轮轴发动机