微型涡轮喷气发动机图纸1
航模涡轮喷气发动机制造安装
航模涡轮喷气发动机制造安装HerrSchreckling早期受到过基础技术教育，后来又修完了重点在应用物理学方面的工程课程。
之后又在一家大型的化工公司从事工程控制和系3统控制方面的工作。
HerrSchreckling在15岁之前已经有了飞行模型的经验，那是他第一次把一套飞机模型套件组装起来后的事。
几年之后他开始学习制造模型飞机和无线电控制设备。
他特别钟情于模型的动力系统，但那时还没有重大的进展。
因此他投入了相当多的时在电动飞行器方面的开发：可调螺距的推进系统和计算机优化的电动飞行系统。
接下来他的首次成功尝试是用他自己制作的一套电动直升机，随后是他为WolfgangKueppers设计了电动系统，并创造了竞速模型的速度记录。
再随后的五年中他把他的全部业余时间投入了喷气发动机的开发，并且抽出时间写出他在这方面的成功经验。
因此，如决定要开发专业级的模型喷气发动机的话，HerrSchreckling 是最适合的合作人选。
虽然HerrSchreckling并不是非常好的模型飞行员，但是他具有独创的见解，并且在一个领域有独创，并把他自己做的发动机装到了模型中并且飞了起来，因此他必定是我们这个时代最多才多艺最有经验的模型制造者。
至今已经有很多种成功类型的FD3/64涡轮喷气发动机被制造出来，这促使我决定要给这本新版本的书添加一个附录，涉及到喷气发动机的一些特殊问题，但是如果我要写一个很透切的附录那肯定会超出本书的范围，甚至会让读者困惑。
很多问题摆在我面前，比如说：“为什么你把FD3/64发动机设计成这个样子而不是那样？”对于这个问题我只能作一些比较片面的回答。
当面对一个比较棘手的问题，比如轴承润滑的供给，我试图使用一些简单实用的解决方案而不使用比较完善但复杂的测试每一种方法找出最好的系统的方法。
有很多在喷气模型方面比较成功的模型爱好者，他们的活动在1994年在Nordheim举行的争夺战利品Ohain/Whittle中形成了一个高潮。
航空燃气涡轮发动机概述
w0 = Cp(T3- T2)- Cp(T4- T1) 式中：T1、T2、T3、T4分别为工质状态 1、2、3、4时的温度。
布莱顿循环的理想循环效率为：
T
w0 q1
1 q2 q1
1 T4 T1 T3 T2
结构简单,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
（2）涡轮风扇发动机（Spey，JT8D，CFM56）
涵道比： 外涵道空气流量/内涵道空气流量
高涵道比涡扇发动机
三叉戟飞机（装备三台Spey）
CFM56涡扇发动机
低涵道比涡扇发动机
涡轮风扇发动机
涡喷发动机推重比为3.5~4 涡轮风扇发动机推重比达8以上
4、单位迎面推力FA
定义：发动机推力/发动机最大迎风面积
最大迎风面积相同时，FA越大，推力F越大 推力F相同时，FA越大，发动机迎风面积越小
（二）经济性能指标
1、燃油消耗量Gf（单位kg/s，kg/h） 定义：单位时间内所消耗的燃油量
推力相同时，Gf越小越好 2、单位燃油消耗率sfc(单位kg/h N,kg/h daN ) 定义：产生一牛顿推力每小时所消耗的燃油量
改写为：
T
1 T4 T1 T3 T2
1 T1(T4 T1 1) T2 (T3 T2 1)
因为１－２和３－４为绝热过程，所以：
T1
(
p1
k 1
)k
T2 p2
T4
(
p4
)
k 1 k
T3 p3
涡喷、涡扇、涡桨、涡轴傻傻分不清？今天我们就来讲讲清楚
涡喷、涡扇、涡桨、涡轴傻傻分不清？今天我们就来讲讲清楚提及航空发动机，其种类之多让我们眼花缭乱，⽽涡喷、涡扇、涡桨、涡轴这四⼤类航空发动机出现频率是最⾼的，但是有多少⼈清楚的知道他们之间的区别、优劣以及性能呢？你真的能分清它们吗？今天，就让我来为⼤家简单介绍⼀下。
涡轮喷⽓发动机涡喷发动机通常⽤于⾼速飞机，其完全依赖燃⽓流产⽣推⼒，它主要有两种类型，分别是离⼼式（离⼼式由英国⼈弗兰克·惠特尔爵⼠于1930年发明，但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第⼀次上天，也没有参加第⼆次世界⼤战）和轴流式（诞⽣在德国，世界上第⼀款喷⽓式发动机——Me-262就是采⽤轴流式涡喷发动机作为动⼒）。
涡喷发动机⼤体由进⽓道、压⽓机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，飞机飞⾏时空⽓先进⼊进⽓道，通过管道调整使⽓流达到合适的速度，之后压⽓机对⽓流加压加热（在亚⾳速时，压⽓机是⽓流增压的主要部件），流⼊燃烧室后形成⾼温⾼压燃⽓，在涡轮内经过燃烧后的⽓流能量⼤⼤增加，由于涡轮内的膨胀⽐远⼤于压⽓机中的压缩包，因此涡轮出⼝处的⽓流压⼒和温度要⽐进⽓⼝处⾼很多，这部分⾼温⾼压⽓流在尾喷管内继续膨胀，随后⾼速沿发动机轴向从喷⼝向后排出，就是这部分⽓流使涡喷发动机产⽣了推⼒。
理论上来说，⽓流从燃烧室中出来后，温度越⾼能量就越⼤，发动机所获得的推⼒也就越⼤，但是由于涡轮材料的限制，推⼒最多只能达到1650KN左右，⽽要想在短时间内增加推⼒，现代的普遍做法是在涡轮后再加上⼀个加⼒燃烧室，在其中喷⼊燃油让未充分燃烧的燃⽓与喷⼊的燃油混合再次燃烧，由于加⼒燃烧室内⽆旋转部件，温度可达2000℃，能使发动机的推⼒增加⾄原来的1.5倍左右。
但是其缺点就是会使油耗急剧加⼤，同时过⾼的温度也会影响发动机的寿命。
▲前苏联的传奇战⽃机⽶格-25⾼空超⾳速战机即采⽤留⾥卡设计局的涡喷发动机作为动⼒，曾经创下3.3马赫的战⽃机速度纪录与37250⽶的升限纪录。
涡轴发动机
四、涡轮
小型涡轴发动机的涡轮，与压气机相似，二次流动 损失大，当前小型轴流式涡轮，主要的也 是冷却问 题。高压级叶片尺寸小，而冷却流路的缝隙不可能 按比例缩小，其结果使得占相当 大比例的空气流量 不能参加作功，用于冷却。这样会影响发动机方面 的性能。在这方面当前 努力的方向是在占一定比例 的冷却空气流量下，提高它的冷却效果，从而使涡 轮前燃气温度 有可能作进一步提高。
➢ 直升机的可用功率轴或者说功率杆给出燃气发生器可 以提供的最大功率。
➢ 该杆控制启动、停车、燃气发生器转速等。 ➢ 发动机的实际发出的功率则由负载要求轴即桨距杆确
定。负载要求轴与总距调节相连。
➢ 采用电子控制装置的发动机，旋翼恒速、负载分配、 超温限制、超扭限制等功能易于实现，自动地精确调 准保证旋翼转速下的功率要求。
第十章 涡轮轴发动机
1
▪ 概论 ▪ 基本工作原理和主要参数 ▪ 部件特点
2
▪ 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
➢ 动力涡轮轴上输出的功率可以用来带动直升机 的旋翼和尾桨
3
4
第一节 概论
▪ 涡轮轴发动机是直升机的动力装置。它的主要特点是燃 气发生器后的燃气所具有的可用能量 ，几乎全部通过涡
21
▪ 与活塞式发动机相比，主要的优点： 首先是重量轻， 体积小。同样功率为600kW左右的发动 机，它的重量还不到活塞式发动机的三分之一。大功率 的发动机，它们重量则悬殊更大，采用涡轮轴发动机则 更为利。 其次是涡轮轴发动机 没有往复运动的机件，所以振动小， 噪音小。但必须指出，在单位燃油消耗率方面，目前与 活塞式发动机相比，还有一定的差距。
▪ 要求减轻减速器的重量 非常重要的问题之一。
涡轮发动机结构之尾喷管—喷管消音
二 消除噪音方法 3）改变振动频率
降噪原理：高频振动容易被大气吸收，传播距离不远，故变低频 振动为高频振动，降低噪音
4）改变发动机内部设计
降噪原理：应用声学原理设计发动机内部结构，比如合理选择转 子叶片与静子叶片数目、采用无进口导流叶片的单级风扇
思考
喷管消声与飞机隐身性能有何关系？
降噪原理：增大排气气流与 大气的接触面积来降低排气 速度以降噪
二 消除噪音方法 2）利用吸音材料
位置：进气整流罩内壁面；风扇机匣内壁面；尾喷管内壁面
降噪原理：内壁面装吸音材料，噪声逐步衰减， 将声能变成热，降低噪音。
二 消除噪音方法 3）改变振动频率
降噪原理：高频振动容易被大气吸收，传播距离不远，故变低频 振动为高频振动，降低噪音
4）改变发动机内部设计
降噪原理：应用声学原理设计发动机内部结构，比如合理选择转 子叶片与静子叶片数目、采用无进口导流叶片的单级风扇、加大 风扇转子叶片与出口整流叶片间距离等。
一
喷管噪音来源
二
消除噪音方法
三
喷管消声方法
三 喷管消声方法
涡轮喷气发动机
1.涡喷或低涵道比发动机：降 低排气速度和尾喷管壁面吸音 材料； 2.高涵道比发动机：因高涵道 比，本身排气速度低，采用吸 音材料。
小 结 喷管消音方法
喷管消声
回顾：喷管功用
1.整流（部分机型）、膨胀加 速，提升推力； 2.配合发动机共同工作状态， 矢量喷管提升机动性能； 3.改变气流排气方向，获得反 向推力； 4.部分机型上抑制噪声。
引入：航空发动机噪声
喷管噪音_9.3.mp4
涡轮喷气发动机噪声
一
涡轮喷气发动机的构造
涡轮喷气式发动机的构造
涡轮喷气式发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管五部分组成
空气由进气道进入发动机经过压缩过程、等压加热过程（燃烧）、膨胀过程、和等压放热过程四个阶段后从尾喷管高速喷射而出，从而产生推力。
涡轮喷气发动机最早出现在三十年代末, 在本世纪五六十年代得到广泛的应用。
涡轮喷气发动机的推力是由高速排出的高温燃气所获得的，所以，在得到推力的同时，有不少由燃料燃烧所获得的能量以燃气的动能与热能的形式推出发动机，能量损失较大，因此它的耗油率较高。
为了在短期内提高涡喷发动机的推力，可在尾喷管前安装加力燃烧室，在需要增加推力时，向燃气发生器排出的燃气中补充喷入燃油进一步燃烧，以提高燃气由尾喷口排出的速度，达到增加推力的目的，此时的推力称为加力状态的推力，简称加力推力。
加力时，由于排出的燃气温度与速度均大大提高，因而耗油率比非加力时将成倍的增加。
涡轮喷气式发动机各部件的工作原理
调整气流方向和速度，稳定流场，提供适合压气机工作的气流，即将气流的动能转变为压力势能，然后进入压气机。
进气道可分为亚音速进气道和超音速进
超音速进气道
进入的气流减速增压，为燃烧室提供含氧量高（体积含量）的气流，并抵抗燃烧室由于燃烧产生的高压
亚音速进气道
压气体混合燃烧的场所
超音速进气道
旋转使喷嘴喷出的燃料气体轴向流速降低，形成一个低压回流区（蓝色区域），从而使火焰在这个回流区中稳定燃烧。
化为机械能带动压气机和其他辅件工作。
后的紊乱气流减压、增速，高速喷出产生推力。
第十九章涡桨发动机
燃气涡轮发动机第十九章涡桨发动机◆19-1 工作原理和结构特点◆19.2 涡桨发动机工作特性◆19.3 涡桨发动机控制涡桨发动机19-1 工作原理和结构特点–当从涡喷发动机基本部分（常常称为燃气发生器）的排气用于旋转附加的涡轮通过减速器驱动螺旋桨，这就是涡桨发动机–直接传动涡轮螺桨发动机：附加功率直接从压气机传动轴驱动螺旋桨减速器产生。
–自由涡轮带动：在现代涡轮螺桨发动机中更多的有自由涡轮，它独立于驱动压气机的涡轮，在发动机排气流中自由转动。
自由涡轮轴通过减速器驱动螺旋桨。
见图19.1。
涡桨发动机涡桨发动机涡轮螺桨发动机其涡轮既带动压气机也带动螺旋桨。
–约2/3的涡轮功率用来转动压气机，其余的1/3用来转动螺旋桨和传动附件。
–涡桨发动机的拉力绝大部分由螺旋桨产生，而只有10~15%由喷气产生。
–为了降低燃油消耗率常采用增压比较高的压气机。
涡桨发动机–目前使用的涡桨发动机有三种形式：◆单轴的——压气机和螺旋桨用一个轴带动；◆双轴的——一个涡轮轴带动部分级压气机，第二个涡轮轴带动其余级的压气机和螺旋桨；◆第3种是一个涡轮带动压气机，另一个涡轮带动螺旋桨。
采用两个单独的涡轮会使发动机构造复杂，但可分别调整压气机和螺旋桨的转速。
涡桨发动机–目前使用的涡桨发动机有三个杆：◆很多涡桨发动机是自由涡轮式。
◆在这一类发动机，基本发动机主要地作为燃气发生器起作用，完成驱动在发动机排气流中自由旋转的涡轮。
◆自由涡轮通过减速器转动螺旋桨。
◆PT6是由功率控制杆和螺旋桨控制杆分别操纵的发动机和螺旋桨控制系统控制的。
◆第3个杆，称为启动控制杆用于在慢车选择高低转速范围和切断燃油供给使发动机停车。
涡桨发动机–自由涡轮涡桨发动机的另一种结构形式是空气和燃气流动方向从后向前，这样的结构提供给设计大的灵活性。
发动机有两个独立对转的涡轮。
一个涡轮驱动压气机，另一个通过减速器驱动螺旋桨。
基本发动机的压气机包括3级轴流式压气机同1级离心式压气机，安装在同一个轴上。
第五章单轴涡轮喷气发动机
第5章单轴涡轮喷气发动机Single shaft turbo-jet engine第节稳态工作时各部件的相互制约关系Engine components restrained each other on stable state 在军用歼击机和民用旅客机上，单轴涡轮喷气发动机仅仅在航空燃气轮机发展的早期(约在20世纪40年代末和50年代初)曾经使用过，后来很快被双轴涡轮喷气发动机和双轴涡轮风扇发动机所代替。
然而，在学习航空燃气轮机工作原理的过程中，认真学习单轴涡轮喷气发动机，仍然是十分必要的，单轴涡轮喷气发动机的燃气发生器乃是其他各类航空燃气轮机的核心机。
通过单轴涡轮喷气发动机的学习，可以由浅入深，牢固地建立各主要部件(燃烧室、加力燃烧室、进气道和尾喷管)之间的相互制约关系和相互匹配要求，为学习其他各类航空燃气轮机打下良好的基础。
一、概述一台已经设计制成的单轴涡轮喷气发动机可以在不同的飞行状态下工作，驾驶员可以通过油门操纵杆使燃油自动调节器供给发动机不同的燃油流量，根据给定的条件改变某些部件的几何参数(如进气道的几何形状、压气机的可调节导流叶片或放气门位置、涡轮导向器最小截面积、尾喷管临界截面积等)。
当发动机在一定的飞行状态下工作时，如果保持燃油流量以及各部件的几何参数不变，那末，发动机将稳定的工作，即发动机的转速以及发动机各截面的气体参数将保持一定的数值。
如果改变飞行状态或者改变燃油流量或者改变发动机某一部件的几何参数都将使发动机进入另一个新的工作状态。
由于发动机的各个部件是协同工作的，任何一个部件工作状态的变化都将影响其他部件的工作，它们互相影响、互相制约。
举例来说，某单轴涡轮喷气发动机在一定的飞行状态下，驾驶员拉回油门操纵杆，减小发动机的燃油流量，燃烧室出口燃气温度降低，涡轮功率减小，与此同时，根据涡轮导向器出口处流量方程#（）由于燃烧室出口燃气温度降低，通过涡轮导向器的燃气流量可以增加，因而增大了通过压气机的空气流量，在压气机特性图上，当发动机转速还没有来得及改变的瞬间，共同工作点向远离喘振边界的方向移动(增大流量、降低压比)，压气机所需功率也随之变化。