航空发动机结构-第一章 概论
航空发动机结构系统资料课件
附件系统的组成
燃油附件
包括燃油泵、燃油控制阀等， 用于控制燃油的供应和流量。
滑油附件
包括滑油泵、滑油滤清器等， 用于提供滑油润滑和冷却发动 机部件。
启动与点火附件
包括启动电机、点火装置等， 用于启动发动机和点火。
空气附件
包括空气泵、冷气瓶等，用于 提供压缩空气和控制发动机进
气。
附件系统的安装位置与连接方式
航空发动机的分类
总结词
根据不同的分类标准，航空发动机可以分为多种类型。
详细描述
根据用途不同，航空发动机可以分为活塞式发动机和喷气式发动机两大类。其中，喷气式发动机又可以分为涡轮 喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和桨扇发动机等类型。此外，根据推进剂的不同，航空发动机 又可以分为火箭发动机和吸气式发动机等类型。
滑油压力调节器
调节滑油压力，确保滑油在正确的压 力下供给发动机。
空气系统附件
进气过滤器
过滤进入发动机的空气中的杂质，保证空气 清洁度。
涡轮增压器
利用发动机排气的能量对进气进行压缩，提 高发动机的进气压力和进气量。
压气机
将空气压缩后供给发动机，提高空气密度。
冷却空气系统
利用冷却空气降低发动机部件的温度，保证 发动机正常运转。
航空发动机的定义
总结词
航空发动机是用于驱动飞行器的动力装置，它能够将热能、化学能转化为机械能，为飞行器提供推力 。
详细描述
航空发动机是一种高度复杂、精密的热力机械，其工作原理是将空气吸入发动机后，经过压缩、燃烧 、膨胀等过程，产生高温、高压的燃气，再通过喷嘴将燃气以高速排出，产生推力，使飞行器前进。
PART 06
未来航空发动机结构附件 系统的发展趋势
航空发动机概述解析(1)
各类发动机简图
➢ 涡扇发动机截面划分
➢ 对于涡扇发动机，其内涵截面标注方法与涡喷发 动机相同。其外涵截面标注方法在相应截面后加2。 如风扇压气机出口3截面写为32截面，尾喷管出 口9截面写为92截面。
动机进口和出口气流动量的变化来确定发动机的推力。
燃烧室：用来组织燃油与空气混合、燃烧， 释放化学能，不断给气体加热，以提高气 体温度。
一、各部件的作用
涡轮：用来带动压气机转动，涡轮在燃烧 室的出口，在高温、高压燃气作用下旋转， 并将燃气热能转换为涡轮机械功。
喷管：用来使高温、高压燃气膨胀，将部 分热能转换成气体的动能，最后高速喷出。
二、发动机的几个系统
根据采用的燃料不同，分为固体燃料火箭 发动机和液体燃料火箭发动机两种。
（1）固体燃料火箭发动机
发动机采用黑色火药、无烟火药等固体燃 料。
固体燃料火箭发动机能产生巨大的推力， 但工作时间段且不易控制。
（2）液体燃料火箭发动机
发动机通常以煤油、酒精或液态氢作为燃 料，以液态氧、硝酸等作为氧化剂。
一、航空活塞式发动机
按基本工作原理方面的差别区分 四行程发动机 二行程发动机
一、航空活塞式发动机
按发动机使用的燃料种类区分 轻油发动机
使用汽油、酒精等挥发性较高的燃料 重油发动机
使用柴油等挥发性较低的燃料
一、航空活塞式发动机
按形成混合气的方式区分 汽化器式发动机 直接喷射式发动机
注：2---压气机入口，2.5（内涵）---低压压气机出口，32 （外涵）---外涵风扇出口，3---燃烧室入口，4---涡轮入口， 4.5---高压涡轮出口，5---尾喷管入口，8---尾喷管临界截 面，92---外涵尾喷管出口
北航《航空航天概论》第一章 课堂笔记(1)
北航《航空航天概论》第一章课堂笔记（1）一、主要知识点掌握程度了解航空航天发展概况．掌握航空器、航天器的分类，航空器、航天器发展过程中具有里程碑的重要事件，航空发动机及火箭发动机原理，飞行器升空原理、复合材料和飞机的仪表等内容。
二、知识点整理（一）气球飞艇1、载人气球的诞生热气球在中国已有悠久的历史，称为天灯或孔明灯，知名学者李约瑟也指出，西元1241年蒙古人曾经在李格尼兹（Liegnitz）战役中使用热气球过龙形天灯传递信号。
法国的孟格菲兄弟于1783年才向空中释放欧洲第一个内充热空气的气球。
法国的罗伯特兄弟是最先乘充满氢气的气球飞上天空的。
在世界很多不同的国家，气球也会用来作庆祝大日子来临时的点缀。
很多地方的街道上都可以看到不同颜色的各种气球。
在一些开幕的仪式中，人们会刺破气球，象征着那开幕的重要时刻，也能凝聚气氛。
2.发展历程十八世纪，法国造纸商蒙戈菲尔兄弟因受碎纸屑在火炉中不断升起的启发，用纸袋聚热气作实验，使纸袋能够随着气流不断上升。
1783年6月4日，蒙戈菲尔兄弟在里昂安诺内广场做公开表演，一个圆周为110英尺的模拟气球升起，这个气球用糊纸的布制成，布的接缝用扣子扣住。
兄弟俩用稻草和木材在气球下面点火，气球慢慢升了起来，飘然飞行了1.5英里。
乘坐蒙戈菲尔兄弟制造的气球的第一批乘客是一只公鸡、一只山羊还有一只丑小鸭。
同年9月19日，在巴黎凡尔赛宫前，蒙戈菲尔兄弟为国王、王后、宫廷大臣及13万巴黎市民进行了热气球的升空表演。
同年11月21日下午，蒙戈菲尔兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次载人空中航行，热气球飞行了二十五分钟，在飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近。
这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行整整早了120年。
二战以后，高新技术使球皮材料以及致热燃料得到普及，热气球成为不受地点约束、操作简单方便的公众体育项目。
八十年代，热气球引入中国。
1982年美国著名刊物《福布斯》杂志创始人福布斯先生驾驶热气球、摩托车旅游来到中国，自延安到北京，完成了驾驶热气球飞临世界每个国家的愿望。
航空发动机结构与原理概论
以航空发动机结构为例说明产品结构前言CFM56-7是目前客机发动机中最先进的发动机（图1）…图1航空发动机是飞机性能、可靠性和成本的决定性因素，发动机加燃油的重量占战斗机/轰炸机/运输机起飞总重量的40%~60%，其寿命期费用站整个飞机的20%~40%。
特别是涡轮喷气发动机发明以后，推进技术的进展更是突飞猛进，是飞机的性能和任务能力取得了重大突破。
美国人对航空发动机技术如是评价：“T he aircraft engine is a technology intensive, making it difficult to enter a novice area, it needs adequate protection and use of the state results in the area, long-term data and experience, as well as national large in vestment. “United States” a joint vision for 2020 “in the proposed strategy for the future based on the composition of the nine U.S. advantage technology, aviation jet engines are listed in the second, on nuclear technology before, and now even the United States there are only two areas of government investment, one aerospace, and the other is the aircraft engine, the aircraft engine is a national strategic industry. ”如今，航空发动机技术也是制约我国航空工业发展的瓶颈。
航空发动机结构_课件
结构类型：
轴流式 离心式 混合式
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轴流式压气机的特点: 增压比高、效率高、单位空气流量大。
➢在相同迎风面积下，轴流式比离心式吸入的空气多 得多，产生的推力更大。 ➢通过增加级数就能增加增压比。 ➢高增压比有利于采用轴流式压气机，因为它改善了 效率，并进而改善了给定推力下的耗油率。 ➢在大、中推力发动机上，普遍采用轴流式压气机。
桨扇由涡轮驱动，无涵 道外壳，装有减速器， 从这些来看它有一点象 螺旋桨；但是它的直径 比普通螺旋桨小，叶片 数目也多（一般有6-8 叶），叶片又薄又宽， 而且前缘后掠，这些又 有些类似于风扇叶片。
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使用涡扇发动机 燃气涡轮发动机的共同特点：
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航空发动机的作用 •航空发动机是航空器飞行的动力，也是航空事 业发展的推动力； •航空发动机是飞机性能、可靠性和成本的决定 性因素； •航空发动机的发展对冶金、机械、电子、仪表 等行业的发展具有重要的带动和促进作用。
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航空发动机研究工作的特点
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燃气涡轮发动机的基本机理---喷气推进原理： 喷气推进是牛顿第三定律（作用在物体上的每一
个力都有一方向相反大小相等的反作用力）的实际应 用。
喷气式飞机飞行时，它向后高速喷出大量气体， 这表明发动机对喷出的气体作用了“力”。根据牛顿 第三定律（就飞机推进而言，“物体”是通过发动机 时受到加速的大气中的空气），该高速气体也必然会 给发动机一个大小相等方向相反的反作用力，使飞机 向前运动。高速喷出的气体给发动机的这一反作用力 ，就称为喷气发动机的推力，喷出的气体越多，速度 越大，所产生的推力也就越大。
航空发动机结构-第一章-概论
· 螺旋桨直径大，飞行速度受到限制， M=0.5-0.7； · 排气能力损失少，推进效率高，油耗小； (3)涡轮轴发动机（WZ）
· 燃气发生器排出的燃气能量几乎全部在动力 涡轮中膨胀做功，由尾喷管排出时，速度很 低； · 输出转速高，以减少由发动机传到直升机 主减速器的传动扭矩，使输出轴的直径与重 量较小。两种形式： A．动力涡轮直接输出→主减 B．动力涡轮→小减速器→主减（直九为 B 型）
中东战争要求：飞机具有中空(H=6--8KM)、 高速(M<=3)、大机动(格斗性)；发动机具有 变工况与可靠性。 “风扇军转民化”并要求“三高一低”(高 流量比、高压比、高温、低油耗)。 民用有向“桨扇”转化的趋势（但目前并 未普及，仍然是 WS）。 总之,目前已形成美、俄、英(老牌)、法(小 发为主)四国的技术主流。
（1）涡轮喷气发动机（WP）
· 结构简单 · 能量损失大、油耗高，加力耗油成倍增长 WP6:最大 sfc=0.99kg/daN.h;加力：1.63 · 加力燃烧室+可调喷管 (2)涡轮螺旋桨发动机（WJ） · 燃气发生器出来的能量绝大部分在动力涡轮中 膨胀做功→减速器→螺旋桨； · 燃气剩下的能量一部分在尾喷管中继续膨胀， 产生一小部分推力；
第一章 航空发动机的概述
1.1基本ຫໍສະໝຸດ 型活塞式+螺旋桨 1.1.1
做功特点： (1)进气量小 (2)各冲(过)程在同一汽缸内按序完成（“个 体作业”）→ 功率(生产 率)受限。
1．1．2 燃气涡轮机
做功特点： (1)进气量小 (2)各过程分别由专门部件连续完成(“流水作业”) → 功率(生产率)大。 · 五大基本部件(进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和 排气装置)； · 三大核心部件(压气机、燃烧室、涡轮)——核心机， 燃气发生器 · 其它部件随用途(WP、WZ、WJ、WS)而异。如:加 力燃烧室、减速器
航空发动机结构
燃烧过程
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油气混合
燃油与压缩后的空气混合， 形成油气混合物。
燃烧反应
油气混合物在燃烧室内进 行燃烧反应，释放出大量 的热能和气体。
产生推力
燃烧产生的高温、高压气 体推动涡轮旋转，进而推 动飞机前进。
膨胀过程
燃气膨胀
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燃烧后的高温、高压气体从燃烧室流出，进入涡轮后的扩压器。
降低压力
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根据燃料类型，可分为燃油发动机和 燃气涡轮发动机。
根据用途，可分为民用发动机和军用 发动机。
根据工作原理，可分为活塞发动机和 喷气发动机。
02 发动机主要部件叶片对空气进 行压缩，为燃烧室提供高压空气。
压气机的效率直接影响到发动机的性 能和燃油消耗率，因此其设计和制造 要求非常高。
高强度材料
发动机中的转子、叶片等部 件需要承受高负荷，因此需 要使用高强度材料，如镍基 合金和钛合金等。
耐腐蚀材料
发动机在高温、高湿的环境 下工作，需要使用能够耐腐 蚀的材料，如不锈钢和镍基 合金等。
制造工艺流程
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铸造工艺
用于制造发动机中的涡轮叶片 、导向叶片等部件，通过将熔 融金属倒入模具中冷却成型。
振动问题
如发动机振动过大，需要检查发动机的平衡性、轴承状况 、气动稳定性等，找出振动源并采取相应措施。
保养建议
严格按照制造商提供的维护手册进行保养
按照制造商提供的保养计划，定期进行保养和检查，不要错过任何重 要的维护项目。
使用高品质的油液和耗材
选择高品质的机油、燃油、滑油等油液和耗材，可以减少发动机的磨 损和故障风险。
压气机通常由多级转子组成，每一级 转子都有一定数量的叶片，通过旋转 将空气逐级压缩。
航空概论---航空发动机
我国航空发动机发展现状
歼 二 十
我国航空发动机发展现状
航空发动机是一个复杂的系统，它的发展成熟同样也是较为复杂的过 程，并非一朝一夕就能够得以顺利完成。相信以踏实认真的态度，刻 苦钻研的精神，一定会让我国的航空发动机工业一步步走向成熟，也 让中国不再只是一个航空大国，而成为一个航空强国。
Thank You!
涡轮螺旋桨发动机
第一台涡轮螺旋桨发动机为匈牙利于1937年 设计、1940年试运转的 Jendrassik Cs-1。美国在 1956年服役的涡桨发动机T56/501，装于C-130运 输机、P3-C侦察机和E-2C预警机。它的功率范围 为2580～4414 kW，是世界上生产数量最多的涡 桨发动机之一，至今还在生产 。 螺旋桨在吸收功率、尺寸和飞行速度方面的限 制，在大型飞机上涡轮螺旋桨发动机逐步被涡轮 风扇发动机所取代，但在中小型运输机和通用飞 机上仍有一席之地。
P-47，绰号“雷电”，装备R-2800发动机，是美国共和飞机公司研 制的战斗机。该种机型产量达到15683架，是美国战斗机史上生产量 最大的飞机之一。
活塞式航空发动机举例
B-29战略轰炸机，装备 莱特公司的R-3350发动 机。世称“超级空中堡 垒”“史上最强的轰炸 机”，在轰炸东京等二 战及之后的战场都可以 看到他的身影，广岛和 长崎的两次原子弹袭击， B-29也是空中平台。
涡轮螺旋桨发动机
美国C-130运输机
美国E-2C预警机
涡轮螺旋桨发动机工作原理
涡轮螺旋桨发动机由螺旋桨和燃气发生器组成，螺旋桨由涡轮带动。 工作原理与涡轮风扇发动机近似，但产生动力方面却有着很大的不同， 涡轮螺旋桨发动机的主要功率输出方式为螺旋桨的轴功率。 涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨后的空气流就相当于涡轮风扇发动机的外 涵道，由于螺旋桨的直径比发动机大很多，气流量也远大于内涵道， 因此这种发动机实际上相当于一台超大涵道比的涡轮风扇发动机。
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·螺旋桨直径大，飞行速度受到限制， M=0.5-0.7； ·排气能力损失少，推进效率高，油耗小； (3)涡轮轴发动机（WZ） 涡轮轴发动机（ 涡轮轴发动机 ） ·燃气发生器排出的燃气能量几乎全部在动力 涡轮中膨胀做功，由尾喷管排出时，速度很 低； ·输出转速高，以减少由发动机传到直升机 主减速器的传动扭矩，使输出轴的直径与重 量较小。两种形式： A．动力涡轮直接输出→主减 B．动力涡轮→小减速器→主减（直九为 B 型）
航空发动机结构
本门课程总课时数为40个，主要分 为8章。
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 航空发动机的概述 航空发动机压气机 航空发动机燃气涡轮 航空发动机燃烧室 航空发动机排气装置 航空发动机的总体结构 附件传动装置和减速器 航空发动机工作系统
第一章 航空发动机的概述
1.1 基本类型 1.1.1 活塞式 螺旋桨 活塞式+螺旋桨 做功特点： (1)进气量小 (2)各冲(过)程在同一汽缸内按序完成（“个 体作业”）→ 功率(生产 率)受限。
1．1．2 燃气涡轮机 ． ． 做功特点： (1)进气量小 (2)各过程分别由专门部件连续完成(“流水作业”) → 功率(生产率)大。 · 五大基本部件(进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和 排气装置)； ·三大核心部件(压气机、燃烧室、涡轮)——核心机， 燃气发生器 · 其它部件随用途(WP、WZ、WJ、WS)而异。如:加 力燃烧室、减速器
(1)“军”突破“音障”；“民”出现 WJ。 (2)“热障”(M≥3)出现并克服。 (3) 60 年前后 (苏) 57 年人造卫星上天，引发 西方军备紧跟和扩充.从而“导弹走俏，喷 气转民”，民用型 WS (SPEY) 与 WZ (陆用) 悄然出现。 (4) 63 年苏联航空节 (苏) 军用型常规喷气飞 机大出风头 (以 WP 为主)。 (美)“又一次面临 喷气转向”. 此时 WS 由民转军，随之出现 远程轰炸机。 (5)大动荡时期：70 年后逐渐向军民并进转化。
１.4 基本设计要求 (1) 先进性(战技指标) (2) 安全可靠性(以保护人与机为前提) (3)工艺性—— 针对客观条件,正确权衡先进 性与可行性间的关系。 (4)使用维护性——注意单元体设计、检查窗 口设计与维护检测设计，降低维护费用。 (5) 继承性 (6) 经济性
(4)涡轮风扇发动机 涡轮风扇发动机(WS) 涡轮风扇发动机 ·后风扇（未广泛使用） ·方案简单； ·浪费大（高温合金昂贵）、加工困难； ·风扇增压比受到限制。 ·前风扇（广泛使用） ·油耗低、噪声小； ·迎风面积比 WP 大，但比 WJ 小，小流量比 可以高速飞行。
பைடு நூலகம்
1．2 航空发动机发展简史 1．2．1 发展简史 航空发展始于本世纪初，前四十年为活塞时 代(继承于内燃机)，后六十年为喷气时代。 综观航空喷气发展史：“竞争是动力，战备 竞争是动力， 竞争是动力 为先导，效益作基础，军用民用交替发展， 为先导，效益作基础，军用民用交替发展， 并正向齐头并进转化”。 并正向齐头并进转化 热战时期(二次大战末期)： 以军为主，出现 “喷气”； 冷战时期：以军作主导，军民交替发展'。
1.3 我国发动机简介 (1)WP6 (单转子加力 WP)——J6,强 5 (2)WP7 系列(双转子加力 WP)——J7,J8 (3)WP13 系列(双转子加力 WP) (4)WS9（双转子加力 WS） (5)运 7 —— WJ5 运 8 —— WJ6 运 12 —— WJ9 直 9 —— WZ8 轰 6 —— WP8
（1）涡轮喷气发动机（WP） ）涡轮喷气发动机（ ） ·结构简单 ·能量损失大、油耗高，加力耗油成倍增长 WP6:最大 sfc=0.99kg/daN.h;加力：1.63 ·加力燃烧室+可调喷管 (2)涡轮螺旋桨发动机（WJ） 涡轮螺旋桨发动机（ ） 涡轮螺旋桨发动机 ·燃气发生器出来的能量绝大部分在动力涡轮中 膨胀做功→减速器→螺旋桨； ·燃气剩下的能量一部分在尾喷管中继续膨胀， 产生一小部分推力；
中东战争要求：飞机具有中空(H=6--8KM)、 高速(M<=3)、大机动(格斗性)；发动机具有 变工况与可靠性。 “风扇军转民化”并要求“三高一低”(高 流量比、高压比、高温、低油耗)。 民用有向“桨扇”转化的趋势（但目前并 未普及，仍然是 WS）。 总之,目前已形成美、俄、英(老牌)、法(小 发为主)四国的技术主流。