航空发动机简介
军用航空发动机简介演示
采用先进的热管理技术，提高发动机的冷却效率，降低热量损失 和冷却系统负担。
能量回收技术
研究和发展能量回收技术，将发动机排放的余热和动能进行回收 利用，提高能源利用效率。
新材料、新工艺应用挑战
新材料应用
研究和应用新型高温材料 、复合材料等，提高发动 机的性能和可靠性。
新工艺应用
引入先进的制造工艺和技 术，如3D打印、增材制造 等，降低制造成本和提高 生产效率。
军用航空发动机简介演示
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目录
• 军用航空发动机概述 • 军用航空发动机基本结构与原
理 • 军用航空发动机性能参数与评
估
目录
• 军用航空发动机技术发展趋势 与挑战
• 军用航空发动机应用领域与案 例分析
• 总结与展望未来发展趋势
01
军用航空发动机概述
定义与分类
定义
军用航空发动机是一种为军用飞 机提供动力的装置，是现代战争 中的重要装备之一。
回顾了军用航空发动机从活塞式到喷气式，再到涡扇式的发展历程，以及各种技术路线的 优缺点。
关键技术突破与成就
总结了军用航空发动机在材料、制造、控制等方面的关键技术突破，以及取得的重大成就 。
演示内容对听众的影响
分析了本次演示内容对听众的启发和影响，包括对军用航空发动机技术发展的认识、对未 来发展趋势的展望等。
分类
根据不同的分类标准，军用航空 发动机可分为多种类型，如涡轮 喷气发动机、涡轮风扇发动机、 涡轮螺旋桨发动机等。
发展历程与现状
发展历程
军用航空发动机经历了从活塞式发动 机到喷气式发动机的发展历程，随着 科技的不断进步，现代军用航空发动 机的性能和可靠性得到了大幅提升。
航空发动机推进效率与燃料类型
航空发动机推进效率与燃料类型一、航空发动机概述航空发动机是飞机的心脏，它将燃料的化学能转化为机械能，为飞机提供前进的动力。
随着航空工业的不断发展，对航空发动机的性能要求也越来越高，其中推进效率是一个重要的性能指标。
推进效率不仅关系到飞机的燃油经济性，还直接影响到飞机的航程和载荷能力。
而燃料类型作为影响发动机效率的关键因素之一，其选择和使用对发动机性能有着直接的影响。
1.1 航空发动机的分类与工作原理航空发动机主要分为两大类：涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机。
涡轮喷气发动机通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动涡轮旋转，从而带动压气机吸入空气，完成整个循环。
涡轮风扇发动机则在涡轮喷气发动机的基础上增加了风扇，通过风扇吸入更多的空气，提高发动机的推力和效率。
1.2 航空发动机的性能指标航空发动机的主要性能指标包括推力、燃油消耗率、推重比、可靠性和维护性等。
其中，燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标，它直接关系到飞机的运营成本。
推重比则是发动机推力与自身重量的比值，反映了发动机的轻量化水平和推力输出能力。
1.3 航空发动机发展的趋势随着科技的进步和环保要求的提高，现代航空发动机的发展趋势主要体现在以下几个方面：提高热效率、降低燃油消耗率、减少排放、提高可靠性和降低噪音等。
这些趋势对燃料的选择和使用提出了更高的要求。
二、燃料类型对航空发动机效率的影响燃料类型是影响航空发动机效率的重要因素之一。
不同类型的燃料具有不同的能量密度、燃烧特性和排放特性，这些特性直接决定了发动机的工作效率和环境影响。
2.1 航空燃料的分类与特性航空燃料主要分为两大类：煤油型燃料和合成燃料。
煤油型燃料是目前使用最广泛的航空燃料，具有较高的能量密度和良好的燃烧特性。
合成燃料则是通过化学合成方法生产的燃料，具有可再生、低排放等优点。
2.2 燃料的能量密度与燃烧特性能量密度是燃料单位质量所含有的能量，它直接影响到发动机的燃油消耗率和航程。
燃烧特性包括燃料的着火温度、燃烧速率和排放特性等，这些特性决定了发动机的燃烧效率和排放水平。
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。
航空发动机基础知识：几种航空发动机简介
航空发动机基础知识：几种航空发动机简介飞行器发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力，是飞行器的心脏。
自从飞机问世以来的几十年中，发动机得到了迅速的发展，从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机，时至今日，飞行器发动机已经形成了一个种类繁多，用途各不相同的大家族。
飞行器发动机常见的分类原则有两种：按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。
按发动机是否须空气参加工作，飞行器发动机可分为两类，大约如下所示：吸空气发动机简称吸气式发动机，它必须吸进空气作为燃料的氧化剂（助燃剂），所以不能到稠密大气层之外的空间工作，只能作为航空器的发动机。
一般所说的航空发动机即指这类发动机。
如根据吸气式发动机工作原理的不同，吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。
火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机，航天器由于需要飞到大气层外，所以必须安装这种发动机。
它也可用作航空器的助推动力。
按形成喷气流动能的能源不同，火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。
按产生推进动力的原理不同，飞行器的发动机又可分为直接反作用力发动机、间接反作用力发动机两类。
直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流，产生向前的反作用力来推进飞行器。
直接反作用力发动机又叫喷气式发动机，这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机，脉动喷气式发动机，火箭喷气式发动机等。
间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功，使空气加速向后（向下）流动时，空气对螺旋桨（旋翼）产生反作用力来推进飞行器。
这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。
而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力，也有间接反作用力，但常将其划归直接反作用力发动机一类，所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。
一、活塞式发动机航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合，在密闭的容器（气缸）内燃烧，膨胀作功的机械。
航空发动机概述
（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。
第二节 典型燃气涡轮动力装置的一般介绍
发动机的主要部件：进气道、压气机、燃 烧室、涡轮和尾喷管。
一、各部件的作用
进气道：用来引导足够数量的空气顺利进 入发动机，在飞行中还可通过冲压作用提 高气体压力。
压气机：用来提高气体的压力，它通过高 速旋转的叶轮，对进入压气机的气体做功， 达到增压目的。
飞机的螺桨是发动机的主要推进器。 飞行高度低飞行速度慢是使用涡轮螺桨发动机的
主要缺点。飞行高度不超过5000米，飞行速度一 般不超过700公里/小时。 图
3、涡轮风扇发动机
➢ 涡轮风扇发动机有内外两个涵道，在内涵燃气发 生器出口增加动力涡轮，将燃气发生器产生的一 部分或大部分可用功，通过动力涡轮传递给外涵 通道中的压气机，大多数情况下，外涵压气机叶 片是将内涵压气机叶片向外延伸，习惯上将内外 涵共用的压气机称为风扇。
注：2---压气机入口，2.5---低压压气机出口，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，9---尾喷管出口
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。
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。
航空发动机--唐苇羽
航空发动机一、航空发动机概述发动机是动力装置的主要组成部分。
航空发动机是将燃料的热能或其他形式的能转变为机械能，为飞机或其他航空器提供飞行所需动力的装置。
航空发动机的性能是决定航空器性能的主要因素之—。
飞机的飞行速度、飞行高度、航程、载重量和机动作战能力的提高，在很大程度上取决于发动机的改进和发展。
现代航空发动机具有推重比大，迎风面积小，起动、加速快，适应机动飞行，使用维修简便，工作可靠等优点。
航空发动机是飞机的心脏，是飞机性能的决定因素之一。
其主要功用是提供飞机运动所需的动力一—“推力”或“拉力”，用以克服飞机的惯性和空气阻力。
从飞机问世以来的几十年中，发动机从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机，还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等，如今航天发动机已经发展成一个成员数目众多的大家族。
飞行器发动机常见的分类原则有两种：按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。
按发动机是否须空气参加工作，飞行器发动机可分为两类，即吸气式发动机和火箭喷气发动机。
吸空气发动机简称吸气式发动机，它必须吸进空气作为燃料的氧化剂（助燃剂），所以不能到稠密大气层之外的空间工作，只能作为航空器的发动机。
一般所说的航空发动机即指这类发动机。
如根据吸气式发动机工作原理的不同，吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。
现有的飞机基本都是采用吸气式发动机。
燃气涡轮发动机简称涡轮发动机是现代飞机和直升机的主要发动机。
这类发动机空气的压力提高，除了通过冲压作用外，主要依靠专门的增压部件---压气机来实现，由于都拥有核心部件---燃气发生器（压气机、燃烧室、涡轮），故统称为燃气涡轮发动机。
-有涡轮喷气式、涡轮风扇式、涡轮螺旋桨式和涡轮轴式。
空气喷气发动机分为有压缩器式和无压缩器式两类。
现代飞机应用的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机属于燃气涡轮发动机。
航空发动机及历史简介PPT
应用领域
是目前大型客机和货机的主要动 力装置，也用于一些军用飞机。
其他类型发动机
01
02
03
04
涡桨发动机
通过螺旋桨产生拉力，适用于 低速飞行，常见于一些支线客
机和通用航空飞机。
涡轴发动机
主要用于直升机，通过传动轴 将动力传递给旋翼产生升力。
火箭发动机
利用反作用力原理，将燃料和 氧化剂混合燃烧产生推力，用
更高的推力和燃油效率
期待新一代航空发动机能够提供更大 的推力和更高的燃油效率，以满足未 来航空运输的需求。
更低的排放和噪音
期待航空发动机在环保方面取得更大 突破，实现更低的排放和噪音水平， 减少对环境的影响。
更高的可靠性和安全性
期待航空发动机在设计和制造过程中 更加注重可靠性和安全性，确保飞行 安全。
减轻了发动机重量并提高了耐腐蚀性。
先进制造工艺
03
激光加工、3D打印等先进制造工艺的应用，提高了发动机制造
精度和效率。
控制系统及智能化技术应用
全权限数字电子控制
实现了对发动机各个部件的精确控制，提高了发动机性能和可靠 性。
智能化故障诊断与预测
利用传感器和大数据分析技术，实现了对发动机状态的实时监测和 故障诊断预测，提高了发动机维护性和安全性。
自适应控制
根据飞行条件和任务需求，自动调整发动机工作状态和参数设置， 实现了发动机性能的最优化。
05 航空发动机产业现状与趋 势
全球产业布局及竞争格局
全球航空发动机产业布局
全球航空发动机产业主要集中在美国、英国、法国等少数几个国家，其中美国的 通用电气、普拉特·惠特尼，英国的罗尔斯·罗伊斯等是全球领先的航空发动机制 造商。
航空发动机介绍
航空发动机介绍基本介绍编辑航空发动机自从飞机问世以来的几十年中，发动机得到了迅速的发展，从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机，还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等，时至今日，航空发动机已经形成了一个种类繁多，用途各不相同的大家族。
航空发动机是飞机的心脏，是飞机性能的决定因素之一。
由于战斗机发动机要在高温、高压、高转速和高负荷的环境中长期反复地工作，而且还要求具有重量轻、体积小、推力大、使用安全可靠及经济性好等特点，因此，目前世界上真正具备独立研制发动机的国家只有美、俄、英、法、中等少数几个。
中国航空发动机的研制是在新中国成立后一片空白的基础上发展起来的，从最初的仿制、改进、改型到今天可以独立设计制造高性能航空发动机，走过了一条布满荆棘的发展道路。
2历史发展编辑活塞式发动机时期航空发动机早期液冷发动机居主导地位。
19世纪末，在内燃机开始用于汽车的同时，人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源，并着手这方面的试验。
1903年，美国莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后，成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。
这台发动机只发出8.95 kW的功率，重量却有81 kg，功重比为0.11kW/daN。
发动机通过两根自行车上那样的链条，带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。
首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。
但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。
在飞机用于战争目的的推动下，航空特别是在欧洲开始蓬勃发展，法国在当时处于领先地位。
美国虽然发明了动力飞机并且制造了第一架军用飞机，但在参战时连一架可用的新式飞机都没有。
在前线的美国航空中队的6287架飞机中有4791架是法国飞机，如装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机的"斯佩德"战斗机。
这种发动机的功率已达130~220kW,推重比为0.7kW/daN左右。
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Trent 900
航空发动机重要意义
航空发动机的设计、材料与制造技术对 于航空工业的发展起着关键性的作用， 先 进的航空动力是体现一个国家科技水平、 军事实力和综合国力的重要标志之一。随着 航空科技的迅速发展，面对不断提高的国防 建设要求，航空发动机必须满足超高速、高 空、长航时、超远航程的新一代飞机的需求。
离心式涡轮喷气发动机
离心式涡轮喷气发动机的原理示意图
依次为: 离心叶轮（压缩机），轴，涡轮机，喷嘴，燃烧室
轴流式燃气涡轮机
相比起离心式涡喷发动机，轴流式具有横截面小， 压缩比高的优点，当今的涡喷发动机均为轴流式。
1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口
涡扇发动机涵道比
发动机核心部分空气经过的部分称为内 涵道，仅有风扇空气经过的核心机外侧部 分称为外涵道。涵道比（bypass ratio） 即涡扇发动机外涵道与内涵道空气流量的 比值。内涵道的空气将流入燃烧室与燃料 混合，燃烧做功，外涵道的空气不进入燃 烧室，而是与内涵道流出的燃气相混合后 排出。外涵道的空气只通过风扇，流速较 慢，且是低温，内涵道排出的是高温燃气， 两种气体混合后降低了流速与温度，能够 降低噪声，增加推力。
涡轮螺旋桨发动机
涡桨发动机的驱动原 理大致上与使用活塞发动 机作为动力来源的传统螺 旋桨飞机雷同，是以螺旋 桨旋转时所产生的力量来 作为飞机前进的推进力。 其与活塞式螺桨机主要的 差异点除了驱动螺旋桨中 心轴的动力来源不同外， 还有就是涡桨发动机的螺 旋桨通常是以恒定的速率 运转，而活塞动力的螺旋 桨则会依照发动机的转速 不同而有转速高低的变化。
航空发动机材料
推重比是航空发动机一个最重要的性能 指标，改善材料是目前为发动机减重最有效 的方法。另外还要考虑发动机的极端工作环 境，以瑞达1000为例： 涡轮温度：930℃
转速：10000/min 线速度：1300km/h
进气道 风扇 低压压气机（Low pressure compressor） 高压压气机（High pressure compressor） 燃烧室 高压涡轮（High pressure turbine） 低压涡轮（Low pressure turbine） 加力燃烧室（Afterburner，是一选用 机构，较常见于高性能的战斗机上）
涡扇发动机的应用
类型: 三转子高涵道比（8.58.7）涡轮风扇发动机 长度: 4.55 m 直径: 2.94 m 净重: 6,271 kg 组件 压缩机: 7级中压压气机，6级 高压压气机 涡轮: 单级高压涡轮，单级中 压涡轮，5级低压涡轮 性能 总压比: 37-39 推重比: 4.93-5.63 (发动机 重6,440 kg推力为310 kN-360 kN)
涡扇提供推
涡扇发动机特点
提高燃气在涡轮前的温度和高压压气机的增压比 （转速），就可以提高热效率。因为高温、高密度的 气体包含的能量要大。
但是，在飞行速度不变的前提下，提高涡轮前温 度，意味着提高涡轮叶片以及在同一根轴上的压气机 的转速，自然会使排气速度加大。而流速快的气体在 排出时动能损失大。一般涡喷发动机的排气速度大多 超过音速，而飞机大多数时候是在亚音速飞行。因此， 片面的加大热功率，即加大涡轮前温度，会导致推进 效率的下降。要全面提高发动机效率，必需解决热效 率和推进效率这一对矛盾。
航空发动机的分类
航空发动机
活塞式
离心式
涡轮式 轴流式
涡桨
涡扇
涡喷
活塞发动机
早期航空发动机，功率相对涡轮发动机较低，目前仅 应用于小型飞机。
涡扇发动机的发展状况
燃气涡轮发动机经历了 50 多年的发展, 其发展历程大致由最初的离心式涡喷发动机过 渡到单转子轴流涡喷发动机,再由双转子涡喷 发动机到小涵道涡轮扇发动机发展到大涵道涡 扇发动机。在期间其发展主要的特点与要求是: 更高的效率、更好的可靠性、更加友好环保, 这也是涡扇发动机相对于其他航空发动机的不 同优势而逐渐确立的。大型涡扇发动机的发展 状况的描述就是在展示整个航空工业的发展历 程。
涡轮喷气发动机
完全依赖燃气流产生推力。通常用作高速飞机的 动力。油耗比涡轮风扇发动机高。在亚音速(Ma<1.0) 条件下,涡轮喷气发动机的推进效率最低。当飞机飞行 速度超过音速后(Ma>1.0),涡扇发动机由于迎风面积过 大从而推进效率开始降低；与此相反,涡轮喷气发动机 的推进效率则迅速提升,即使在马赫数 2.5-3.0 范围 下,涡轮喷气发动机的推进效率仍然可以达到 90%。
涡轮风扇发动机的妙处，就在于既提高涡轮前温 度，又不增加排气速度（通过增加低速的排气流量， 降低平均排气速度）。
涡扇发动机的应用
概况 类型: 双转子后燃涡轮扇发动机
F119
长度: 5.16米 直径: 1.168米 净重: 3,900磅 组件 压缩机: 双转子/反转/轴流/低旁通 比 燃烧室: 环形燃烧室 涡轮: 轴流/反转 喷嘴:二元推力向量式 性能 最大推力: 早期型156千牛，改良型 173.4千牛。 推重比: 10:1
涡轮风扇发动机
涡轮风扇发动机（Turbofan Engine，亦称涡扇发动机、 涡轮扇发动机）是航空发动机的一种，由涡轮喷气发动机 （Turbojet，简称涡喷发动机）发展而成。与涡喷比较，主 要特点是其首级压缩扇叶的面积大很多，除了作为压缩空气 的用途之外，同时也具有螺旋桨的作用，能将部分吸入的空 气通过喷气发动机的外围向后推。
航空发动机制造技术
为了提高发动机的可靠性和推力，先进 高性能发动机采用了大量新材料，且结构越 来越复杂，加工精度要求越来越高，对制造 工艺提出了更高的要求。
而且，在新一代航空发动机性能的提高 中，制造技术与材料的贡献率为50%~70%， 在发动机减重方面，制造技术和材料的贡献 率占 70%~80%，这也充分表明先进的材料和 工艺是航空发动机实现减重、 增效、 改善 性能的关键。