04第四讲 航空发动机核心机——压气机
航空发动机主要部件介绍
航空发动机主要部件介绍航空发动机是飞机的核心动力装置，它由许多主要部件组成。
这些部件的设计和功能各不相同，但它们协同工作，确保发动机正常运行，为飞机提供足够的推力。
在本文中，我们将介绍航空发动机的一些重要部件。
1. 压气机：压气机是航空发动机的关键组件之一。
它负责将大气中的空气压缩，以提高空气的密度和压力。
压缩后的空气将被送入燃烧室，与燃料混合并燃烧，产生高温高压的气体流。
2. 燃烧室：燃烧室是将燃料与压缩空气混合并点燃的地方。
在燃烧过程中，燃料释放的能量被转化为高温高压的气体，推动涡轮旋转，进一步增加压缩空气的温度和压力。
3. 涡轮：涡轮是发动机中的关键部件之一，由高温高压气体流推动旋转。
涡轮通常由压气机和涡轮机组成，它们通过一根轴相连。
压气机的旋转使空气被压缩和推送，而涡轮机则从高温高压气体中获得能量，推动压气机的旋转。
4. 推力装置：推力装置是将发动机产生的推力传递给飞机的装置。
在喷气式发动机中，推力装置通常是喷嘴。
高温高压的气体通过喷嘴喷出，产生反作用力，推动飞机向前飞行。
在螺旋桨发动机中，推力装置是螺旋桨，它通过旋转产生推力。
5. 空气滤清器：空气滤清器用于过滤进入发动机的空气，以防止杂质和颗粒物进入发动机内部。
这些杂质和颗粒物可能会损坏发动机的关键部件，影响发动机性能和寿命。
因此，空气滤清器对于发动机的正常运行非常重要。
6. 润滑系统：润滑系统用于减少发动机内部摩擦和磨损，确保发动机各部件的正常运转。
润滑系统通过向关键部件提供润滑油来形成润滑膜，减少摩擦和磨损。
这有助于延长发动机的使用寿命并提高其效率。
7. 点火系统：点火系统用于点燃燃料和空气混合物，开始燃烧过程。
它通常由点火塞和点火线组成。
点火塞通过产生电火花，在燃烧室内点燃燃料和空气混合物。
点火系统的可靠性对于发动机的正常运行至关重要。
8. 冷却系统：冷却系统用于冷却发动机的关键部件，如涡轮和燃烧室。
高温会导致这些部件的损坏，因此冷却系统通过循环冷却液体或空气来控制温度。
航空发动机及其部件工作原理
航空发动机及其部件工作原理航空发动机，那可是现代航空技术的核心所在，它的工作原理相当复杂且充满了科技的魅力。
咱们先来说说喷气式发动机吧。
喷气式发动机主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部件组成。
进气道就像是发动机的嘴巴，它的任务是把外界的空气顺利地引进来。
你看啊，飞机在高速飞行的时候，进气道得把大量的空气以合适的速度和压力送进发动机内部呢。
就好比我们跑步的时候，大口大口呼吸新鲜空气一样，进气道要确保发动机有足够的“空气食粮”。
压气机可是个大力士。
它负责把进气道进来的空气进行压缩，让空气的压力和密度都大大提高。
这就像把松散的棉花使劲儿压缩成一个紧实的小团一样。
压气机通常由多级叶片组成，每一级叶片都像一个小小的风扇，一级一级地对空气进行加压。
这样做的好处可多了呢，一方面可以让空气在燃烧室里更好地燃烧，另一方面也能提高发动机的效率。
比如说，在一些高性能的战斗机发动机中，压气机的压缩比非常高，这就能为燃烧室提供强劲的气流。
燃烧室就像是发动机的心脏，是燃烧发生的地方。
经过压气机压缩后的高温高压空气和燃料在这里混合并燃烧。
这一燃烧过程可不得了，会释放出巨大的能量。
想象一下，就像在一个封闭的小房间里点燃了一堆熊熊大火，火焰迅速蔓延，释放出的能量推动着发动机继续运转。
燃料在燃烧室里像个听话的小助手，根据发动机的需求精确地和空气混合燃烧，产生高温高压的燃气。
涡轮呢，它和压气机是紧密相连的。
燃烧室产生的高温高压燃气首先冲击涡轮，使涡轮高速旋转。
涡轮的旋转又带动压气机旋转，就像一个循环的链条一样。
涡轮在这个过程中要承受极高的温度和压力，所以它的制造材料和工艺要求都非常高。
比如说，一些先进的涡轮叶片采用了特殊的合金材料，还使用了复杂的冷却技术，来确保在高温环境下能够正常工作。
最后就是尾喷管啦。
从涡轮出来的燃气通过尾喷管高速喷出，产生反作用力，推动飞机向前飞行。
尾喷管的形状和设计也很有讲究呢。
它可以根据发动机的工作状态进行调整，比如在飞机起飞和加速的时候，尾喷管会调整到合适的状态，让燃气以最大的速度喷出，提供最大的推力；而在飞机巡航的时候，又会调整到另一种状态，以保证燃油效率。
航空发动机压气机工作温度_概述及解释说明
航空发动机压气机工作温度概述及解释说明1. 引言1.1 概述航空发动机是现代飞行器的核心部件，其中压气机作为发动机的关键组成部分，在提供必要的气流压缩与推进力方面发挥着重要的作用。
而在压气机正常运行中，其工作温度是一个重要的影响因素。
本篇文章将对航空发动机压气机工作温度进行全面概述与解释说明。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对航空发动机压气机工作温度的讨论：- 引言：对文章目的、内容和结构进行概述。
- 航空发动机压气机工作温度的重要性：探讨压气机在航空发动机中的作用，以及温度对其性能的影响及相关限制因素。
- 航空发动机压气机工作温度的测量与监控方法：介绍不同类型和原理的温度传感器，以及设计和实施压气机温度监控系统所需考虑的问题和应急措施。
- 对航空发动机压气机工作温度限制的解释：详细说明制造商规定和技术标准指南对压气机温度限制的要求和依据，以及飞行员操作手册中关于压气机温度限制的说明。
同时还探讨在维修和维护中如何监控和调整压气机温度的方法和程序。
- 结论：对航空发动机压气机工作温度进行总结，并提出对于压气机温度控制和监控的建议与展望。
1.3 目的本文旨在全面介绍航空发动机压气机工作温度这一重要方面，并深入阐述其对发动机性能的影响以及相应的监控和调整方法。
通过本文，读者可了解到航空发动机压气机工作温度相关知识，并为实际生产、运营与维护提供参考与指导。
2. 航空发动机压气机工作温度的重要性2.1 压气机在航空发动机中的作用压气机是航空发动机的核心组件之一，它负责将大量的气体吸入发动机并通过压缩提高气体的密度，从而产生更大的推力。
压气机可以分为低压和高压两个部分，并通过复杂的转子和定子构造实现高效率的工作。
它起着将外界空气往后排送、为燃烧室提供所需进口条件和增加末级推力等关键功能。
2.2 温度对压气机性能的影响航空发动机中，良好的工作温度对于保证压气机性能至关重要。
具体来说，适宜的工作温度可以确保良好的动力输出、有效地吸取外界空气并进行良好的压缩，从而提供足够强大且稳定的推力。
飞机发动机维护—离心式压气机及压气机的维护
压气机
四 离心式压气机
PART
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1、离心式压气机的组 成和原理
由进气系统、叶轮、扩压器和集气管等部分组成。其基本原理与轴流 式压气机一样“加功扩压”。
图23. 离心式压气机
图24. 离心式压气机扩压器
2、离心式压气机的特 点
优点：结构简单可靠、性能稳定、单级增压比大。 缺点：效率低，迎风面积大。 通常用于小型动力装置，如直升机、支线客机，初中级教练机及大型 飞机的辅助动力装置上。
1）榫头和风扇盘榫槽需要定期润滑； 2）成对更换叶片，单片更换可能需要重排叶片； 3）定期对叶片进行无损检测； 4）防止异物及工具吸入发动机或打坏叶片； 5）准确掌握叶片损伤的形式及特征，检查时准确测量各缺陷的尺寸， 严格按照手册标准放行发动机。
2、典型发动机压气机 的维护及安全注意事项
2.2 压气机的维护及注意事项
2、典型发动机压气机 的维护及安全注意事项
2.2 压气机的维护及注意事项
发动机试车前应检查进气道以及停机坪周围清洁，避免发动机工作时 吸入外来物；航前、航后和定检工作完成后，清点好工具等物品，严 禁遗留在进气道和发动机舱内。进行发动机内窥孔探检查和发动机附 件拆装时防止有异物进入发动机内部，在发动机运转时打伤发动机。
图24. 混合式压气机
五 典型发动机压 气机的维护介
绍
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1、典型发动机压气机 的部件识别
1.1 压气机的转子
图25. 压气机转子
1、典型发动机压气机 的部件识别
1.2 压气机的静子
图26. 压气机静子
2、典型发动机压气机 的维护及安全注意事项
压气机工作原理
压气机工作原理压气机是一种用于增压空气或气体的机械设备，其工作原理主要是通过旋转的叶片或叶轮来增加气体的压力和流速。
压气机广泛应用于空气压缩、燃气轮机、涡轮增压器等领域，在工业生产和航空航天等领域起着至关重要的作用。
压气机的工作原理主要包括压气机的结构和工作过程两个方面。
首先，我们来看一下压气机的结构。
压气机通常由叶轮、壳体、进气口、出气口、轴承和密封装置等部件组成。
其中，叶轮是压气机的核心部件，其叶片的形状和排列方式直接影响着气体的压缩效果。
壳体则起着固定和导向气流的作用，进气口和出气口分别用于引入和排出气体，轴承和密封装置则保证了叶轮的稳定运转和密封性能。
接下来，我们来介绍一下压气机的工作过程。
当压气机启动时，气体通过进气口进入压气机，并被叶轮的旋转所带动。
在叶轮的作用下，气体被迫向叶片间隙内流动，同时叶片的旋转也使气体产生了一定的动能。
随着叶轮的旋转，气体逐渐被压缩，流速增加，压力也随之升高。
最终，经过叶轮的作用，气体被压缩成所需的压力和流量，然后从出气口排出，完成了增压的过程。
在压气机的工作过程中，需要注意的是叶轮的旋转速度、叶片的形状和数量、进气口和出气口的位置等参数都会对压气机的工作效果产生影响。
合理的设计和选择这些参数，可以提高压气机的效率和性能，降低能耗和噪音，延长设备的使用寿命。
总的来说，压气机的工作原理是通过叶轮的旋转来增加气体的压力和流速，从而实现气体的增压。
压气机在工业生产和航空航天等领域有着广泛的应用，对于提高生产效率、降低能耗、保障设备安全运行等方面起着至关重要的作用。
因此，深入了解压气机的工作原理对于工程技术人员和相关行业的从业人员来说是非常重要的。
通过不断学习和实践，我们可以更好地掌握压气机的工作原理，提高设备的使用效率，推动相关行业的发展。
压气机原理
压气机原理
压气机是一种用来增加气体压力的机械设备，它在航空、化工、能源等领域都
有着广泛的应用。
压气机的工作原理基本上是通过动态和静态两种方式来实现的，下面我们将从这两个方面来详细介绍压气机的工作原理。
首先，我们来看一下压气机的动态工作原理。
压气机通过动态压力来增加气体
的压力。
当气体通过压气机的转子叶片时，叶片将气体加速，使其动能增加，同时使气体的静压降低。
在叶片后面的扩压器中，气体的动能转化为静压，从而增加了气体的压力。
这种动态工作原理使得压气机能够以较高的效率来增加气体的压力，因此在航空发动机等领域得到了广泛的应用。
其次，我们再来看一下压气机的静态工作原理。
压气机通过静态压力来增加气
体的压力。
在压气机中，气体通过静叶片时，叶片将气体的动能转化为静压，从而增加了气体的压力。
在静叶片后面的扩压器中，气体的静压进一步增加，从而实现了对气体压力的增加。
这种静态工作原理使得压气机能够在一定范围内实现对气体压力的精确控制，因此在化工、能源等领域得到了广泛的应用。
除了动态和静态工作原理之外，压气机还有一些其他的工作原理，如离心压气
机的离心力原理、轴流压气机的轴流原理等。
这些工作原理都是基于动态和静态原理的基础上进行的进一步发展和应用，使得压气机能够更好地满足不同领域的需求。
总的来说，压气机的工作原理主要是基于动态和静态两种方式来实现的，通过
这些工作原理，压气机能够实现对气体压力的增加和控制，从而在航空、化工、能源等领域发挥着重要的作用。
希望通过本文的介绍，能够让大家对压气机的工作原理有一个更加深入的了解。
压气机
喘振机理 通过压气机的气流反复堵塞又畅通，使的通过压气机的流量大、流速高、
可压缩的空气在本身惯量和压气机给予的巨大能量作用下产生了周期行的震荡。
3、 压气机防喘系统
防喘措施： 1、放气机构 2、旋转一级或数级导流叶片 3、机匣处理 4、采用双轴或三轴结构
防喘措施
1、放气机构——从压气机某一个或数个中间截面放气
• 两面进气,这样可以增大进气量 • 对于平衡作用在轴承上的轴向力也有好处
一、 离心式压气机的组成
工作叶轮
一、离心式压气机的组成
• 3、扩压器
• 位于叶轮的出口处 • 其通道是扩张形的 • 空气在流过它时, 速度下降, 压力和温度都上升
• 密封装置分类
• 接触式：涨圈式密封 • 非接触式：
• 篦齿封严 • 蜂窝封严 • 石墨＋篦齿 • 刷式封严
1、 封气装置
1 、 封气装置
各种不同的典型密封装置
1. 封 气 装 置
1. 封 气 装 置
各种不同的典型密封装置
• 蜂窝封严和刷式封严
2 、 间隙控制装置
• 目的：减少叶尖漏气，进一步提高发动机的性能和效率。
• 使气流拐弯并以一定方向均匀进入工作叶轮, 以减小流动损失 • 此过程中气流加速，防止出现拐弯分离流
• 气流参数变化
• 空气在流过它时速度增大,而压力和温度下降
一、 离心式压气机的组成
2、工作叶轮
• 高速旋转的部件 • 工作叶轮上叶片间的通道是扩张形的 • 空气在流过它时, 对空气作功, 加速空气的流速, 同时提高空气的压力 • 从结构上叶轮分单面叶轮和双面叶轮两种
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4、双转子或三转子压气机
为了解决压气机增压比和风扇转速的矛盾，人们很自然的想到了三转 子结构。所谓三转子就是在双转子发动机上又多了一级风扇转子。这样， 风扇、低压压气机和高压压气机都自成一个转子，各自都有各自的转速。 因此，设计师们就可以相对自由地设计发动机风扇转速、风扇直径以及涵 道比。而低压压气机的转速也就可以不再受风扇的掣肘。
航空发动机压气机
鼓盘式转子
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2.4 鼓盘式转子
鼓盘式转子兼有鼓式转子的抗弯刚性和盘式转子的承受 大离心载荷的能力，因而得到广泛应用．特别是在现代涡扇 发动机的高压压气机上。鼓盘式转子的结构方案繁多，按其 级间联接的特点，可分为不可拆卸的转子、可拆卸的转子和 部分不可拆卸部分可拆卸的混合式转子三大类。
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2.4 鼓盘式转子
1．不可拆却的鼓盘式转子 不可拆卸的鼓盘式转子的级间联接常用圆柱面紧度配合加径
向销钉联接和焊接两种方法．这两种方法在完成装配后都不可能 再进行无损分解。在先进的F119发动机上是直接整体加上成型。
WP6．WP7、WP8，WPl 3发动机的压气机都采用了圆柱面紧 度配合加径向销钉联接的鼓盘式转子。这种结构利用热胀冷缩原 理使圆柱面配合后产生紧度，圆柱而加径向销钉保证转子级间联 接后的定心，靠径向销钉和配合而摩擦力传递扭距。
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2.2 轴流式压气机
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2.3 轴流式压气机转子的基本结构
压气机转子的基本型式有三种： 鼓式转子、盘式转子、鼓盘式转子
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2.3 轴流式压气机转子的基本结构
鼓式转子的基本构件是一圆柱形、橄榄形或圆锥形鼓 简(视气流通道形式而定)，借安装边和螺栓与前、后半轴 联接。在鼓筒外表面加工有环槽或纵槽，用来安装转于叶 片。作用在转子上的主要负荷(叶片和鼓筒的离心力、弯矩 和扭矩)由鼓简承受和传递。鼓式转子的优点是抗弯刚性好、 结构简单，但是承受离心载荷能力差，故只能在圆周速度 较低(不大于180-200 m／s)的条件下使用。如早期的压气机、 现代大流量比涡扇发动机的低压转子上。民用期贝发动机 低压压气机转子为鼓式转子．
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2.2轴流式压气机
空气在轴流式压气机中的流动方向大致平行于工作 轮轴．所以称为轴流式压气机：它的流动特点使其在结 构上容易组织多级压缩，以每一级都较低的增压压力比 获得较高的压气机总增压压力比。一般每级的增压压力 比在1．15～1．35之间，使得空气流经每级叶片通道时 无需急剧地改变方向，这样就减少了流动损失，因而压 气机效率高。特别是大流量时，轴流式压气机较离心式 压气机更容易获得较高的压气机效率，一般轴流式压气 机效率可达87％以上，而离心式压气机效率最高在84 ％—85％、与离心式压气机相比，多级轴流式压气机还 具有大流量，高效率、小迎风面积等优点．所以现代航 空用燃气涡轮发动机中多采用多级轴流式压气机。
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
整流器机匣的方案
分半式 分段式 整体式
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
超声速基元级
叶片为无弯角叶型，气流方向改变 不多，靠激波来实现对气流的加功
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
转子：高速旋转对气流做功的组
轴流 式压 气机
合件
静子：静子组合件总称， 包括机匣和整流器
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
单转子
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航空发动机原理和结构
双转子
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航空发动机原理和结构
三转子
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航空发动机原理和结构
基元级的加功扩压原理
亚声速基元级
动叶叶栅迫使气流拐弯减速， 实现加功扩压
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航空发动机原理和结构
CFM56—7 风扇叶片
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航空发动机原理和结构
轴流式压 气机静子
压气机静子为压 气机中不旋转的 部件，由机匣和 静子叶片（整流 叶片）组成
工作叶片主要由叶身和榫头两部分组成。
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航空发动机原理和结构
工作
叶片
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航空发动机原理和结构
工作
叶片
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航空发动机原理和结构
榫头结构
销钉式榫头
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航空发动机原理和结构
燕尾形榫头
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航空发动机原理和结构
进口变 弯度导 流叶片
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航空发动机原理和结构
进口变 弯度导 流叶片
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航空发动机原理和结构
多级可 调静子 叶片
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航空发动机原理和结构
三、机匣处理
在机匣内壁上 加工成环槽、斜 槽或安装蜂窝结 构环，使失速裕 度改善。
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离心压气机
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不可拆卸的转子
盘鼓式转子的 级间联接常用圆 柱面紧度配合加 径向销钉联接和 焊接两种方法， 在完成装配后不 可能再进行无损 分解。
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航空发动机原理和结构
不可拆卸的转子
盘鼓式转子的 级间联接常用圆 柱面紧度配合加 径向销钉联接和 焊接两种方法， 在完成装配后不 可能再进行无损 分解。
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航空发动机原理和结构
解决方法：一、中间级放气
放气活门
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放气带
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航空发动机原理和结构
WP—6放气窗口
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航空发动机原理和结构
二、进口可转 导流叶片
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航空发动机原理和结构
混合式
在中、小型发动机上，轴流式和离心 式组成混合压气机，发挥了离心压气机单 级增压比高的优点，避免了轴流式压气机 叶片高度很小时损失增大的特点。
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航空发动机原理和结构
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整流器
在铸造的分半式机匣内，由于机匣壁较厚， 整流叶片可以用各种形式的榫头直接固定在 机匣内壁机械加工的特形环槽中；
在整体式机匣和分段式机匣内，整流叶片 采用间接固定的方案。
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航空发动机原理和结构
鼓盘式
由若干个轮盘，鼓筒和前、后半轴组成
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航空发动机原理和结构 鼓式
鼓盘式
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航空发动机原理和结构
鼓盘式转子
不可拆卸的转子
按级间联 接特点
可拆卸的转子 混合式转子
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可拆卸的转子
在装配 后可以根据 使用和维护 的需要再进 行无损分解 的转子。
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航空发动机原理和结构
可拆卸的转子
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航空发动机原理和结构
混合式转子
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航空发动机原理和结构
工作叶片(动叶)
工作叶片是轴流压气机重要零件之一， 它直接影响压气机的气动特性、工作可靠 性、重量及成本等。
航空发动机原理和结构
航空发动机核心机 压 气 机
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航空发动机原理和结构
主要内容
压气机工作原理
压气机转子结构
压气机静子结构（发动机防喘）
压气机附属装置和常用材料
离心式压气机
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航空发动机原理和结构
压气机功用
对流过它的空气进行压缩，提高空 气的压力。供给发动机工作时所需要的 压缩空气，也可以为坐舱增压、涡轮散 热和其他发动机的起动提供压缩空气。
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
枞树形榫头
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航空发动机原理和结构
阻尼台
对于长叶片，为 了避免发生危险的 共振或颤振，在叶 身中部带一个减振 凸台。
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航空发动机原理和结构
宽弦叶片
宽弦叶片将钛蒙 皮在真空条件下粘 合在蜂窝骨架上， 大大改善叶片减振 特性。与带减振凸 台的窄弦风扇叶片 比，具有流道面积 大，喘振裕度宽， 及效率高和减振性 好的优点。
离心式
优点： 具有结构简单、工作可靠、稳
定工作范围较宽、单级增压比高； 缺点： 迎风面积大，难以获得更高的
总增压比。 应用于教练机，靶机等的小型动力装置。
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
轴流式
具有增压比高，效率高，单 位面积空气质量流量大，迎风面 积小等优点，在相同的外廓尺寸 下可获得更大的推力。
转子
静子
压气机
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
转子基本结构
主要特点：转速高 优点：压气机在尺寸小，重量轻的条件 下得到需要的性能 缺点：高负荷，易振动
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航空发动机原理和结构
压气机转子的基本类型
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评价指标
增压比、效率、外廓尺寸和重量、 工作可靠性、制造和维修费用。
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航空发动机原理和结构
压气机分类
离心式压气机 空气在工作叶轮内沿远离叶轮 旋转中心的方向流动 轴流式压气机 空气在工作叶轮内基本沿 发动机的轴线方向流动 混合式压气机
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
喘振的表现
发动机声音由尖锐转为低沉，出现强烈机械振 动 压气机出口压力和流量大幅度波动，出现发动 机熄火 发动机进口处有明显的 气流吞吐现象，并伴有 放炮声
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构 涡喷—6发动机整流 叶片是用螺纹轴颈和 矩形板直接装在机匣 内壁的环槽内，并用 螺帽拧紧。
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航空发动机原理和结构
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