第六讲3.1-3.3进气道
发动机部件-进气道
发动机部件.进气道1.简介进气道是发动机中的重要部件之一，其主要功能是引入空气与燃油混合供给发动机燃烧，以产生动力。
2.进气道分类2.1 直喷进气道直喷进气道采用喷油器将燃油直接喷射到缸内，实现汽油直接喷射燃烧的技术，提高了燃烧效率和动力性能。
2.2 间接喷射进气道间接喷射进气道使用喷油嘴将燃油喷入进气道，然后与空气混合进入缸内燃烧。
2.3 进气道布局进气道的布局可以分为直列布局、V形布局和W形布局等多种形式，根据发动机设计和性能需求进行选择。
3.进气道构成3.1 进气管进气管连接发动机与进气滤清器，通过管道将空气引入发动机供给燃烧。
3.2 进气滤清器进气滤清器用于过滤空气中的颗粒物和污染物，保持进气道的清洁，并延长发动机寿命。
3.3 进气歧管进气歧管将进气管中的空气分流到不同的气缸，保证每个气缸能够得到充分的进气，并平衡气缸间的压力。
3.4 进气阀门进气阀门用于控制空气的流量和进入缸内的时间，确保正確的燃烧条件和发动机功率输出。
4.进气道管理系统4.1 进气门控制系统进气门控制系统通过调节进气阀门的开闭时间和幅度，实现进气量的控制和气缸充填的优化，提高燃烧效率。
4.2 进气压力调节器进气压力调节器用于调节进气管中的空气压力，以保证空燃比的稳定。
5.附件本文档附带以下附件：●进气道示意图●进气道布局图●进气道构成部件清单●进气道管理系统结构图6.法律名词及注释●进气道：指引入空气与燃油混合供给发动机燃烧的管道系统。
●直喷进气道：采用喷油器将燃油直接喷射到缸内的进气道。
●间接喷射进气道：使用喷油嘴将燃油喷入进气道，然后与空气混合进入缸内燃烧的进气道。
●进气管：连接发动机与进气滤清器的管道，将空气引入发动机供给燃烧。
●进气滤清器：用于过滤空气中的颗粒物和污染物的装置，用于保持进气道的清洁和延长发动机寿命。
●进气歧管：将进气管中的空气分流到不同的气缸并平衡气缸间的压力的部件。
●进气阀门：用于控制空气流量和进入缸内时间的阀门，以确保正常燃烧条件和发动机功率输出。
涡轮发动机结构之进气道—进气道的功用和分类
超音速进气道
小 结 进气道的功用和类型
B737飞机装备的进气道
一 进气道功用 • 进气道可位于飞机头部、飞机两侧或机翼下方
F22飞机装备的进气道
歼7飞机装备的进气道
一 进气道功用
进气道
功 用 ① 以尽可能小的流动损失，为发动机供应 适量的 空气
一 进气道功用
气流在进气道内减速
进气道进口马赫数
<
进气道出口马赫数（即 发动机进口速度）
一 进气道功用
V
P
0截面
1截面
当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时, 通过冲压压缩，提高空气的压力
一 进气道功用
功 用 ①以尽可能小的流动损失，为发动机供应适量的空气 ②高速飞行时，完成气流的冲压压缩
一
进气道功用
二
进气道的分类
二 进气道类型
进气道
亚
超
音
音
速
速
进
进
气
气
道
道
二 进气道类型 亚音速进气道
进气道的功用
01 在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动损失,
顺利地引入压气机并在压气机进口形成均匀的 流场以避免压气机叶片的振动和压气机失速;
02 当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时,
通过冲压压缩空气, 提高空气的压力。
冲压压缩的作用
➢ 冲压作用（进气道的功能） 当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时, 通过冲压压缩空气, 提高空气的压力。
内压式 外压式 混合式
进气道的功用和分类
回顾：涡轮喷气发动机基本组成
进气道
进气道
压气机
燃烧室
涡轮 喷管
目标
发动机部件-进气道
发动机部件-进气道进气道是发动机部件中的重要组成部分，它起着将空气引入发动机燃烧室的作用。
本文将详细介绍进气道的结构、功能、常见问题以及维护保养方法。
一、结构1、进气管道：进气管道是连接空气滤清器和进气歧管的管道，其主要作用是将过滤后的空气引入发动机。
进气管道通常由金属或塑料制成，具有一定的强度和耐热性。
2、进气歧管：进气歧管是连接进气管道和各个气缸进气口的部件，它起到分配空气的作用，使每个气缸都能获得足够的进气量。
3、气门：进气道中的气门控制着空气的流动，它们的开合时间由发动机控制系统根据发动机工况进行调整。
气门通常由高强度材料制成，能够承受高温和高压的工作环境。
4、进气凸轮轴：进气凸轮轴是控制气门开合的关键部件，它通过配合凸轮和气门机构的工作，实现进气过程的精确控制。
进气凸轮轴通常由合金钢制成，具有优异的强度和耐磨性。
二、功能1、引入空气：进气道的主要功能是引入充足的空气供给发动机燃烧所需。
通过精确控制进气量，可以提高发动机的动力输出和燃烧效率。
2、分配空气：进气歧管的设计使空气可以均匀分配给各个气缸，确保每个气缸的燃烧状态一致，提高发动机的运行平稳性。
3、调整进气时间：进气凸轮轴的控制能够实现不同工况下的进气时间调整，使发动机在不同转速和负荷条件下都能获得最佳的进气效果。
三、常见问题及解决方法1、进气泄漏：进气泄漏会导致发动机运行不稳定或失去动力，可能的原因包括密封件老化、破裂或松动。
解决方法是检查和更换受损的密封件，确保进气系统的密封性。
2、进气道堵塞：进气道中的积碳和污垢会导致空气流动受阻，影响发动机的正常工作。
清洁进气道可以使用专业的清洁剂或拆卸部件进行清洁。
3、气门漏气：气门漏气会导致燃烧室压力不稳定，影响发动机的燃烧效率。
解决方法是检查并更换受损的气门密封圈或气门芯片。
四、维护保养方法1、定期更换空气滤清器：空气滤清器的定期更换可以有效阻止杂质进入发动机，保证空气的清洁度。
2、定期清洁进气道：定期清洁进气道可以防止进气道积碳和污垢的堆积，保持空气流通畅。
31-直升机进气道参数的试验分析(1室 刘洐涛)-(7)
第二十六届（2010）全国直升机年会论文直升机进气道参数的试验分析刘衍涛严军陈雪松（中国直升机设计研究所，景德镇，333001）摘要：针对机身前进气、带集气室进气道，采用试验的方法，通过总压恢复系数和DC60分析在不同来流速度和不同机身攻角状态下各部件对进气道性能的影响,并模拟了进气网罩结冰对进气道性能的影响。
结果表明，当来流速度或进气流量增加的时候，总压恢复系数下降，进气畸变减小；偏流片和进气网罩均使进气畸变减小；附面层泄流槽在前飞时能使进气畸变明显减小；进气网罩堵塞使总压恢复系数下降，同时进气畸变减小。
通过结果分析，得出了进气道优化设计的建议。
关键词：直升机，进气道，集气室，总压恢复，畸变1 引言发动机是直升机的重要部件之一，其功重比直接影响到直升机的性能，并成为直升机分代的重要指标之一。
进气道与发动机之间存在着强烈的交互作用，发动机进气的总压恢复系数与畸变都直接影响到发动机的输出功率与工作稳定性；而发动机工作状态的变化以及压气机的失速与喘振也必然影响到进气道的工作，进而影响到整个动力系统的稳定性和综合性能。
由于直升机采用带前输出轴涡轴发动机，输出轴穿过进气道的设计必然会造成进气道内气流分离加剧，引发出口气流畸变大的问题。
机身前进气，带集气室的进气道设计绕过了输出轴，解决了输出轴穿过进气道的问题，同时也带来了进气通道长，进气转角大的问题。
文献[1]对Dauphin系列的直升机进气道在悬停、前飞状态下进行了实验研究。
结果表明，在高速前飞状态下存在气流分离，且进气畸变较为严重，流动阻力较大，表明了进气畸变对直升机性能的重要性。
国内的进气道研究仅限于机身侧面进气，带前输出轴的进气道研究[3]。
文中通过不同来流速度、不同机身姿态角、不同部件构型以及冰雪天气对机身前进气，带集气室进气道进气性能进行了系统、全面的研究，在国内尚属首次。
通过本次研究，不仅成功地为某型机选定了进气道方案，通过进气道各方案的对比分析，还得出了一系列有意义的结论，对直升机进气道设计与优化具有指导意义。
飞机的进气道
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在收缩段内不断减速到喉部恰为音速，在扩散段内继续减到低亚音速。内压式进气道效率高、阻力小，但非设计状态性能不好，起动困难，在飞机上 未见采用。混合式进气道：是内外压式的折衷。
对于超音速飞机而言，本身其飞行马赫数变化范围较宽，对于进气道就要求在较宽的范围内高效的减速增压；而且，由于超音速飞行，进口前 气流不能自动地适应发动机所需而引入适当的流量，容易发生溢流。所以随着速度提高，飞机进气道也发生了很大的变化，结构上朝着更加复杂化 发展，这也是性能和速度提高后确保发动机工作稳定的先决条件。飞机进气口大小是不变的，而高速和低速飞行时发动机对空气量的需求却不一样， 尤其超音速飞行时，进入进气道的空气量超过了发动机的实际需求，如果不将其排除则会导致额外的阻力，所以，超音速进气道都设有旁路系统，空 气超过发动机需求时，则开启旁路系统，将多余的空气排放出去。圆形或半圆形的进气道有个中心锥，它一是用来调节进气量，还有一个重要的作用 是调节激波的位置，超音速进气道与亚音速进气道在外形上的的主要区别就是是否有中心锥和压缩斜板，中心锥可以看到，而压缩板有的在进气道 内部。
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内部则没有压缩斜板，外压式进气道的超音速减速过程在进口外实现，附面层隔板还可以提高总压恢复。
随着战斗机性能不断提高，其对进气要求也越来越严格，三维轴对称进气道在某方面存在着一些不足，无法满足现代飞机高机动性的飞行要求， 第一、它速度调节范围小。由于三维轴对称进气道是利用中心锥在轴上前后移动来调节进气的，因此，调节范围小，若改变中心锥截面积的调节方法 ，则构造复杂，黑鸟的解决方式是混压式进气道；第二、它抗进气畸变的能力弱。正常飞行时，进气均匀，畸变小，但作高机动飞行时，迎角和侧滑 角动作都会破坏气流的对称性，使进气道效率降低；第三、如果进气口安置在头部，则不利于电子设备的这安装，其进气通道也太长，能量损失较多 ，空间浪费严重，机头进气方式基本上已不再使用。
内燃机术语
往复活塞式内燃机术语2 分类术语2．1 按着火方式分类2．1．1 压燃式内燃机compression ignition engine2．1．2 点燃式内燃机spark ignition engine2．2 按使用燃料种类分类2．2．1 汽油机gasoline engine (petrol engine)2．2．2 柴油机 diesel engine2．2．3 气体燃料内燃机 gas-fuel engine2．2．4 煤气机 gas engine2．2．5 液化石油气内燃机 liquefied-petroleum-gas engine2．2．6 柴油煤气机 diesel—gas engine2．2．7 多种燃料内燃机 multifuel engine2．3按冷却方式分类2．3．1 水冷式内燃机 water-cooled engine2．3．2 风冷式内燃机 air-cooled engine2．3．3 油冷式内燃机 oil-cooled engine2．4 按进气状态分类2．4．1 非增压内燃机naturally aspirated engine (non-supercharged engine) 2．4．2 增压内燃机 supercharged engine2．5 按燃料供给方式分类2．5．1 化油器式内燃机 carburetter engine2．5．2 汽油喷射式内燃机 gasoline-injection engine2．5．3 直接喷射式柴油机 direct injection engine2．5．4 间接喷射式柴油机 indirect-injection engine2．6 按冲程数分类2．6．1 二冲程内燃机 two-stroke engine2．6．2 四冲程内燃机 four-stroke engine2．7 按活塞与连杆连接方式分类2．7．1 筒形活塞柴油机 trunk-piston engine2．7．2 十字头式柴油机 crosshead engine2．8 按速度分类2．8．1 低速柴油机 low-speed diesel engine2．8．2 中速柴油机 medium-speed diesel engine2．8．3 高速柴油机 high—speed diesel engine2．9 按气缸数及布置分类2．9．1 单缸内燃机 single—cylinder engine2．9．2 多缸内燃机 multi-cylinder engine2．9．3 对动活塞式内燃机 opposed-piston engine2．9．4 对置气缸式内燃机 opposed—cylinder engine2．9．5 立式内燃机 vertical engine2．9．6 斜置式内燃机 inclined engine2．9．7 卧式内燃机 horizontal engine2．9．8 直列式内燃机 in-1ine engine2．9．9 V形内燃机 Vee-engine2．9．10 W形内燃机 W-engine2．9．11 星形内燃机 radial engine2．10 按用途分类2．10．1 固定式内燃机 stationary engine2．10．2 移动式内燃机 portable engine2．10．3 船用内燃机 marine engine2．10．3．1 主机main engine2．10．3．2 辅机 subsidiary engine2．10．4 舷外挂机 outboard engine2．10．5 发电用内燃机genset engine (generating set engine，dynamo engine) 2．10．6 农用内燃机 agricultural engine2．10．7 拖拉机用内燃机 tractor engine2．10．8 机车用内燃机railway engine(rail traction engine)2．10．9 汽车用内燃机 automobile engine2．10．10 工程机械用内燃机 constructional equipment engine2．10．11 坦克用内燃机 tank engine2．10．12 摩托车用内燃饥 motorcycle engine2．10．13 航模内燃饥 model airplane engine3 工作过程术语3．1 一般概念3．1．1 工作过程 working process3．1．2 工作循环 working cycle3．1．3 热力循环 thermodynamic cycle3．1．4 工质 working medium3．1．5 充量 charge3．1．6 理想循环 ideal cycle3．1．7 定压循环 constant pressure cycle3．1．8 定容循环 constant volume cycle3．1．9 混合循环 mixed cycle3．1．10 实际循环 practical cycle3．1．11 四冲程循环 four-stroke cycle3．1．12 二冲程循环 two-stroke cycle3．1．13 进气行程 suction stroke3．1．14 压缩行程 compression stroke3．1．15 膨胀行程 expansion stroke3．1．16 排气行程 exhaust stroke3．1．17 换气—压缩行程 exchange-compression stroke3．1．18 膨胀—换气行程 expansion—exchange stroke3．1．19 发火次序 firing order3．1．20 定时(正时) timing3．2 结构参数3．2．1 气缸直径d cylinder bore …………………(D)3．2．2 止点 DC dead centre3．2．3 上止点 TDC top dead centre3．2．4 下止点 BDC bottom dead centre3．2．5 活塞行程 S piston stroke3．2．6 行程缸径比 S ／d stroke-bore ratio3．2．7 气缸数 i number of cylinders3．2．8 活塞面积A piston area ……………….()p F 3．2．9 连杆长度 connecting rod length3．2．10 曲柄半径 crank radius3．2．11 曲柄连杆比 λ crank radius-connecting rod length ratio3．2．12 气缸容积 workingmedium volume c V 3．2．13 气缸工作容积(活塞排量) piston swept volume …………….(V )s V h 3．2．14 气缸有效工作容积 effective piston swept volume3．2．15 气缸余隙容积（燃烧室总容积、压缩室容积）V cylinder clearance volumecc 3．2．16 气缸最大容积 V maximum cylinder volume ……….（V ）t a 3．2．17 气缸有效容积 V effective cylinder volumete 3．2．18 内燃机排量 V engine swept volume ．st 3．2．19 内燃机气缸总容积 engine cylinder volumett V 3．2．20 余隙高度(顶隙) top clearance3．2．21 喷嘴端伸出量 injector protrusion3．3 进气过程3．3．1 进气过程intake process3．3．2 进气温度 intake temperature ………（t 或T ）a a 3．3．3 进气压力 intake pressure …………（）d p a p 3．3．4 自然吸气 natural aspiration3．3．5 分层充气 stratified charge3．3．6 充量系数(充气效率、容积效率) C φ volumetric efficiency ……（v η）3．3．7 进气提前角 in θ intake advance angle3．3．8 进气迟后角 il θ intake lag angle3．3．9 进气持续角 i θ∆ intake duration angle3．3．10 进气涡流 intake swirl3．3．11 进气紊流 intake turbulance3．3．12 螺旋进气道进气 helical duct intake3．3．13 切向进气道进气 tangential duct intake3．3．14 导流屏进气 masked inlet valve intake3．3．15 时面值 time —area valvet f ∆⋅3．3．16 气门升程 h valve liftv 3．3．17 气口开度 scavenging port area3．3．18 换气过程 gas exchange process3．3．19 扫气过程 scavenging process3．3．20 扫气持续期s θ∆ scavenging duration3．3．21 扫气压力 scavenging pressure3．3．22 直流扫气 uniflow scavenging3．3．23 回流扫气 loop scavenging (reverse scavenging)3．3．24 横流扫气 cross scavenging (crossflow scavenging)3．3．25 曲轴箱扫气crankcase scavenging3．3．26 扫气泵扫气 scavenging by blower3．3．27 活塞底泵扫气 piston underside pump scavenging3．3．28 排气脉冲扫气 exhaust-pulse scavenging3．3．29 扫气系数 coefficient of scavenging3．3．30 扫气利用系数 trapping efficiency (scavenging utilization efficiency)3．3．31 扫气效率 scavenging efficiency3．3．32 扫气漏失系数 coefficient of scavenging loss3．3．33 给气比(扫气过量空气系数) delivery ratio (excess air factor of scavenging)3．3．34 配气定时 valve timing3．3．35 气门重叠 valve overlap3．3．36 涡流比 swirl rate3．4 压缩过程3．4．1 压缩过程 compression process3．4．2 压缩压力 compression pressure3．4．3 压缩始点压力 compression beginning pressure3．4．4 压缩始点温度compression beginning temperature3．4．5 压缩终点压力compression end pressure without combustion3．4．6 压缩终点温度compression end temperature without combustion3．4．7 喷油始点压缩压力 fuel injection starting compression pressure3．4．8 着火始点压缩压力 ignition starting compression pressure3．4．9 压力升高比 ratio of pressure rise3．4．10 压缩比(几何压缩比) compression ratio3．4．11 有效压缩比 effective compression ratio3．4．12 压缩多变指数 polytropic index of compression3．4．13 压缩涡流 compression swirl3．5 喷油过程3．5．1 喷油过程 injection process3．5．2 直接喷射 direct injection3．5．3 间接喷射 indirect injection3．5．4 电控喷射 electronic-controlled injection3．5．5 供油提前角(供油定时) fuel supply advance angle3．5．6 喷油提前角(喷油定时) fuel injection advance angle (injection timing) 3．5．7 喷油延迟角 injection lag3．5．8 喷油持续角 injection duration3．5．9 喷孔面积 nozzle hole area3．5．10 喷孔总面积total area of nozzle holes3．5．11 喷孔长径比ratio of nozzle hole length-nozzle hole diameter 3．5．12 喷孔锥体 nozzle hole cone3．5．13 喷孔锥角（喷孔夹角） nozzle hole cone angle3．5．14 针阀升程 needle lift3．5．15 针阀压力室容积 sac volume3．5．16 出油阀卸载容积retraction volume of delivery valve3．5．17 喷油压力injection pressure3．5．18 启喷压力 injection starting pressure3．5．19 喷油峰值压力 injection peak pressure3．5．20 喷油背压 injection back pressure3．5．21 喷注spray3．5．22 喷注贯穿距离 spray penetration3．5．23 喷注贯穿规律 spray penetration curve3．5．24 喷注贯穿率 spray penetration ratio3．5．25 循环喷油量fuel delivery per cycle per cylinder3．5．26 最小循环喷油量minimum delivery per cycle per cylinder3．5．27 供油率fuel supply rate3．5．28 喷油率 fuel injection rate3．5．29 累计喷油率(喷油百分率) accumulated fuel delivery rate3．5．30 供油规律fuel supply rate curve3．5．31 喷油规律fuel injection rate curve3．5．32 喷油泵负荷特性fuel delivery curve al constant speed3．5．33 喷油泵速度特性fuel delivery curve al fixed rack3．5．34 喷嘴流通特性 nozzle flow characteristic3．5．35 喷嘴液力特性(喷嘴静力特性) nozzle hydrokinetic characteristics 3．5．36 喷雾特性 spray characteristic3．5．37 喷雾锥角 spray cone angle3．5．38 雾化 atomization3．5．39 索特平均直径sauter mean diameter (SMD)3．5．40 异常喷油 abnormal injection3．5．41 二次喷油 secondary injection3．5．42 间断喷油 intermittent injection3．5．43 波动喷油 fluctuating injection3．5．44 不齐喷油 disorder injection3．5．45 喷油滴漏 nozzle dribbling3．6混合气形成3．6．1 混合气形成过程 mixture formation process3．6．2 混合气浓度 mixture concentration3．6．3 混合比mixture ratio3．6．4 体积混合比 volumetric mixture ratio3．6．5 摩尔混合比mole mixture ratio3．6．6 理论混合比 theoretical mixture ratio3．6．7 理论混合气 theoretical mixture gas3．6．8 可燃混合气 combustible mixture gas3．6．9 空燃比(燃烧空燃比) air-fuel ratio3．6．10 总空燃比 total air-fuel ratio3．6．11 燃空当量比 stoichiometrical fuel-air ratio3．6．12 过量空气系数(燃烧过量空气系数。
进气系统基本知识介绍 ppt课件
相位机构该机构 凸轮型线是固定的而凸轮轴相对曲轴的转角
是可变的。
2. 改变凸轮与气门之间连接的可变配气相位
机构如挺柱、摇 臂或推杆的结构，间接的实现改变凸轮型线
作用。缺点是机构 从动件多，结构复杂，气门系存在冲击。
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谢 谢！
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空气滤清器的设计要点
1. 空滤器芯孔径及过滤面积取决于发动机排量、使用环 境、更换周期及进气阻力等因素。
2. 空滤器的安装尺寸及壳体形状取决于整车布置要求， 但也应注意降噪和谐振增压。
3. 空滤器壳体和连通管路和设计应尽量避免气流产生急 转弯，并使气体通过滤芯全面积。
4. 设计时还应注意降噪和进气阻力与管路直径、长度的 关系，在管路和滤清器上设置谐振器是降噪的有效方 法。
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进气系统的结构示意图
进气岐管
滤芯
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精品资料
1. 你怎么称呼老师？ 2. 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ 3. 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ 4. 教师的教鞭 5. “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” 6. “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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进气岐管
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进气岐管
进气歧管的作用：1、把空气、燃料、曲轴箱通风的油气和 EGR（排气再循环）的废气均匀的分配给各缸；2、利用进气歧管 和稳压箱的形状和长度提高充量系数。
为了均匀分配到各个气缸，进气岐管内的气体流道长度应尽 可能相等。为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气岐管的 内壁应该光滑。
第三章 进气道压气机涡轮
第3章进气道、压气机和涡轮inlet 、Compressor and turbine第3.1节进气道Inlet一. 概述(Introduction)进气道的作用是引导外界空气进入压气机。
对进气道的要求是使气流流经进气道时具有尽可能小的流动损失，并使气流在进气道出口处(即压气机进口处)具有尽可能均匀的气体流场。
进气道前方气流的速度是由飞机的飞行速度决定的，而进气道出口的气流速度是由发动机的工作状态决定的，一般情况下两者是不相等的。
进气道要在任何情况下满足气流速度的转变。
进气道进出口气流状态瞬息万变，而进气道的形状不可能随着变化，因此，空气流经进气道时产生流动损失是不可避免的。
进气道的流动损失用进气道总压恢复系数σi来表示:(3.1-1)式中p2* ─ 进气道出口截面的总压；p1* ─ 进气道前方来流的总压。
根据压气机进口截面的流量公式：(3.1-2) 可以看出，当发动机工作状态不变时(q(λ2)为定值)，进气道流动损失的大小改变了气流总压p2*，直接影响进入发动机的空气流量qma，从而影响发动机推力的大小。
因此设计进气道时应该尽可能减小气流的总压损失。
对进气道最基本的性能要求是：飞机在任何飞行状态以及发动机在任何工作状态下，进气道都能以最小的总压损失满足发动机对空气流量的要求。
二. 亚声进气道(Subsonic Inlet)亚声进气道是为在亚声速或低超声速范围内飞行的飞机所设计的进气道。
它的进口部分为圆形唇口，进气道内部通道为扩张通道，使气流在进气道内减速增压。
图3.1.1 亚声速进气道简图使用亚声进气道的喷气飞机其飞行速度可达到或略超过声速(约为300～350m/s)，与之相比，压气机进口的气流速度往往较低，一般轴流压气机进口处气流速度为180～200m/s。
因此，迎面气流在进入压气机前需要在进气道中减速扩压，气流减速不一定都要在进气道内部进行，因为，若进气道内部扩张角太大，容易使气流分离造成总压损失，所以往往使气流在进气道前方就开始减速扩压，进气道前方气流的减速扩压过程可以近似的认为是理想绝热过程。
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流动损失
唇口损失 由于气流在唇口突然改变流动方向和撞击壳体而引起的 有时气流还会离体 通常采用圆头较厚的唇口 内部流动损失 粘性摩擦损失 由于进气道内壁面与气流之间的摩擦力所引起的 内壁面应做得尽可能的光滑, 以减 小摩擦损失 气流分离损失 由气流附面层离体而产生的, 当通道内扩张度过大时就容 易产生 因而它取决于通道内气流的压力梯度和通道的扩张角
内压式进气道
由特殊型面构成的先收敛后扩张型的管道组 成 在设计状态下不考虑粘性时, 特殊型面可以保 证超音速气流在管道的收敛段经过一系列微 弱压缩波定熵地减速, 在管道最小截面处达到 音速, 之后在扩张段气流继续减速扩压
内压式超音速进气道的气流为定熵绝能的流动过 程，气流参数的变化是连续的，总压保持不变， 即没有总压损失。
要求从亚音速到超音速飞行范围内具有满意的特性 性能以及与发动机匹配工作 设计和使用过程中遇到问题比亚音速复杂 设计时精心组织激波波系，以减小激波引起的损失
超音速进气道应用
3.2 超音速进气道
根据对超音速气流减速的不同方法，超音速进 气道分为内压式、外压式和混合式三种基本类 型
图3－6 超音速进气道的类型
0-0与01-01间前一段是扩 张形的管道 前整流锥后的管道稍有收 敛
进气道内参数变化规律
扩张段 收敛段
气流速度稍有上升, 压 力和温度稍有下降, 这 样可以使气流比较均匀 地流入压气机保证压气 机的正常工作。
图3－2 气流参数沿流程的变化
3.1.2 性能参数
空气流量
计算公式 qm ,a VA K 影响因素
在对流层内, 随着飞行高度H的增高, 大气温 度下降, 所以冲压比上升； 在同温层内, 由于大气温度不再随高度而变化, 这时进气道的冲压比也就不随高度而变化,保 持常数。
3.2 超音速进气道
亚音速进气道成为超音速飞行阻碍
超音速飞行时，使用亚音速进气道会存在较 强的正激波，使总压恢复系数降低
气流流过进气道外壁面时, 存在粘性摩擦损 失和分离损失 为了减小流动损失, 在维修过程中特别注意 不要损坏进气道的形面, 保持壁面的光滑
* p1 i * p0
总压恢复系数
总压恢复系数小于１ 飞行中亚音速进气道的总压恢复系数通常为 0.94－0.98。
出口流场的崎变指数
D
p
第三章
进气道
进气道的功用
在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小 的流动损失, 顺利地引入压气机并在压气 机进口形成均匀的流场以避免压气机叶片 的振动和压气机失速; 当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马 赫数时, 通过冲压压缩空气, 提高空气的 压力。
涡轮喷气发动机的进气道分类
亚音速进气道
* 1,max
p p
* 1
* 1,min
进气道出口流场不均匀对发动机的稳定工 作有很大影响, 会使压气机喘振和燃烧室 熄火 出口总压参数 衡量进气道出口气流流场应均匀, 描写流 场均匀度的参数
冲压比πi
进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值
p 表达式 p0
* i
* 1
外压式超音速进气道由外罩和中心体组 成，中心体是一个锥角或多个锥角的锥 体，如图3-7所示，是三斜一正波系的外 压式超音速进气道。
超音速气流经过中心体产生的一道或多道斜激波，减 速增压，但气流仍为超音速 再经过一道正激波变为亚音速气流 然后在扩张形的管道内继续减速增压 在设计状态下，正激波位于进口处，斜激波波系交于 唇部。 外压式超音速进气道结构简单，工作稳定性好，飞行 马赫数在2.5以下的飞机多采用这种形式的进气道
总压损失
总压恢复系数 进气道总压损失1％，发动机推力损失1.25％ 亚音速飞机
冲压作用
进气道出口静压P1与P0比值最多在1.7左右
冲压作用不是很明显 Ma＝2.0， P1/P0=7; Ma＝3.0， P1/P0=30; 几何可调以防止较大的反压梯度下分离
超音速飞机
通道形状
当大气温度和飞行速度一定时, 流动 损失大, 总压恢复系数小, 则冲压比 减小; 由于流动损失大, 使压气机进口的空 气压力低, 还会引起进入发动机的空 气流量减小
飞行速度V:
当大气温度和流动损 失一定时, 飞行速度越 大, 则冲压比越高。 在没有流动损失的情 况下,进气道的冲压比 随飞行速度的变化规 律
进气道要在任何情况下满足气流速度的 转变
进气道前方气流的速度是由飞机的飞行速度 决定的，而进气道出口的气流速度是由发动 机的工作状态决定的 一般情况下，进气道前方气流与出口的速度 是不相等的
对进气道最基本性能要求是：
飞机在任何飞行状态以及发动机在任何工作 状态下，进气道都能以最小的总压损失满足 发动机对空气流量的要求。
主要用于民用航空发动机，而且为单状 态飞机 大多采用扩张形、几何不可调的亚音速 进气道 可分为内压式、外压式和混合式三种
超音速进气道
进气道在机身的位置
亚音飞机
吊装机翼下的短舱 飞机尾部 头部、机身两侧、翼 根、腹部等 后三种采用较多，起 遮蔽即隐身作用 遮蔽会使进气不同于 外界大气和可能引起 畸变压气机喘振
随着飞行速度的增大, 冲压比变大 而且飞行速度越大,冲 压比增加的越快。
图3－4 冲压比随飞行速度的变化
大气温度T0
当飞行速度和损流动失一定时, 大气温度越 高, 冲压比越低。 由于大气温度是随着飞行高度而变化的, 所 以,当飞行速度和流动损失一定时, 随着飞行 高度的变化, 冲压比变化规律:
冲压比越大, 表示空气在压气机前的冲压压缩的程 度越大 影响参数
1 i i 1 Ma 2
1
1 V 2 i 1 2 RT0
1
流动损失、飞行速度和大气温度 影响参数分析
பைடு நூலகம் 流动损失
第三章
进气道
定义
狭义：从飞机或发动机短舱进口到压气 机进口的一段管道（对于涡喷发动机）
短舱进口到风扇进口（对于涡扇发动机）
广义：指进气系统，除了上述管道之外， 还包括防喘装置、附面层吸除装置、自 动控制装置、防止外来物进入的防护装 置等 本课程中所指的一般为进气系统
进气道
发动机在试车台上试车
超音飞机
3.1 亚音速进气道
组成
壳体和前整流锥 0－0截面
站位分析
进气道前气流未受扰 动处的截面
01－01截面
进气道的进口
进气道的出口
图3－1 亚音速进气道
1－1截面
整流锥（Spinner)
整流锥（压气机进口锥帽） 1、降低空气阻力的装置。 2、用来帮助气流平顺的进人发动机。
当飞行马赫数为3时，不同波系的总压恢 复系数为：
1道 正 激 波 0.328 1道 斜 激 波 1道 正 激 波 0.600 激波系 2道 斜 激 波 1道 正 激 波 0.760 3道 斜 激 波 1道 正 激 波 0.870
但由于内压式超音速进气道存在着所谓“起 动”问题防碍了它的实际应用。
外压式进气道
组成
中心体和外罩
利用中心体产生的一道或多道斜激波再加 上唇口处一道正激波使超音速气流变为亚 音速气流而减速增压的。
工作原理
激波系中的激波数目越多，则在同样的 飞行马赫数下，总压损失越小，总压恢 复系数越大。
课堂习题
1.简述进气道的功用、分类？ 2.亚音速进气道内部气流参数是如何变化的？
* p0
T0*
A0 q( Ma )
大气密度ρ, 飞行速度V和压气机的转速n 大气密度ρ越高, 进入发动机的空气流量越多 大气密度受大气温度和飞行高度H的影响 飞行速度V越大, 则进入发动机的空气流量也越多 压气机转速n越高, 进入发动机的空气流量越多 压气机的转速n将影响压气机进口处气流参数及进 气道前方气流的流动状况
混合式进气道
混合式超音速进气道综合了内压式和 外压式的特点 先进行一段外压，然后经过斜激波以 超音速进入唇口，开始内压 最后在喉部或者扩张段经过正激波变 为亚音速
混合式超音速进气道外罩的折转角比较小，因此，外罩 的波阻比外压式的小 波系中的斜激波数目较多，总压损失较小，总压恢复系 数较高； 内压部分的气流马赫数较低，起动也比较容易 飞行马赫数大于2的飞机大都采用混合式的进气道。