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1、民航概论课程教学设计方案航空发动机教学学时教材内容2学时I:1讲授本次授课内容为：1.航空器推进装置背景知识介绍2. 6.1推进装置分类及特点3. 6.2 活塞式发动机教学目标通过本次授课，让学生了解到航空器推进装置的作用、发展现状以及航空发动机的分类。并能掌 握活塞发动机的结构特点、工作原理、性能指标的相关知识。教学重点教学难点1 .航空发动机的分类2 .活塞式发动机的工作原理活塞式发动机的四个工作过程，需学生结合动画图像，理清每个过程的特点才能掌握。教学内容1 .简要复习飞机飞行原理，了解航空发动机在飞机飞行过程中所起的作用。2 .介绍航空发动机的发展历史及我国发动机的发展现状3 .说明航
2、空发动机的分类原理，让学生牢记具体的分类情况。4 .重点讲解活塞式发动机的特点、原理、性能等。教学内容和目标达成教学设计及表达时间(1)引入课题，回顾以前学习的飞机飞行原理，进行受力分析，让学生体会发动机在飞机飞行过程中到底扮演什么样的角色。教学过程1.简要复习飞机飞行原 理，进行简单的力学分 析，让学生知道发动机在 飞机飞行过程中起着至 关重要的作用，明白我们 学习此章节的意义。2.在以前学习了飞机发展历史的基础上，学习航(2)进行分析：综合来看，飞机共受到4种类型的力。飞机要飞起来，必须克服地球的引力和空气的阻力，引力由升力克服，机翼是产生升力的主要部件；而阻力就是由发动机推力来克服。(1
3、)航空发动机百年发展历史可分为两个时期：1.第一个时期从莱特兄弟的首次飞行开始，到第二次世界大战结束为5分钟5空发动机的发展历史，了 解我国发动机的发展现 状，知道我国与世界其他 航空强国的差距。止。活塞式发动机统治可 40年左右；2.第二个时期从第二次世界大战结束至今。60年来航空燃气轮机取代了活塞式发动机，航空燃气轮机开创了喷气时代，居航空动力的主导地位。(2)以歼十战机为例，提问：歼十战机是我国架具有 自主知识产权的第三代战机， 那它的发动机是否我国自主研 发制造？(否，采用俄制 AL-31FN涡扇发动机。)介绍航空发动机技术被誉为现代工业皇冠上的明珠”，是一个国家科技、 工业、经济和国
4、防实力的重要标志。指导美军21世纪联合作战的纲领性文件 2020年联合设想中， 提到构成美国未来战略基础的九大优势技术，其中航空发动机排在第二位，位于核技术之前。中国的航空工业经过60年的发展，取得了举世瞩目的巨大成就。然而，与世界航空强国相比，航空发动机领域仍是我们的软肋”。(3)概要介绍发动机制造过程中的几大难点。3.说明航空发动机的分 类原理，让学生牢记具体 的分类情况。(1)引入此章节，介绍航空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。(2)详细讲解分类情况：按是否需要空气分类固体燃料火箭发动机f火箭发动机1液体燃料火衡发动机发动4机活塞式l飞机
5、发动机Tf冲压式涡轮喷气发动机喷牝式涡轮螺旋桨发动机1涡轮式涡轮区函发动机 桨扇发动机 1涡轴发动机按产生推力的原理13分钟J化学燃鬲发剂I 烯胡Wl 1部爆发曲I 跆费姗 醮反tfflt邮境 冲国同报碘脚嗣枷飞行翻渣磁11 J. aJL B H - 11 I简介反fffl蹄系与s 翩战动机 总喇J(1)向学生展示活塞式发动机的外形图和机构图，做适当 的组成结构讲解。(2)结合动画来介绍活塞式发动机的工作原理，是发动机 的工作过程表现得生动而清楚。配合讲解让学生掌握发动机 工作的4个过程各自的特点。1 .进气冲程 发动机开始工作时，首先进入进气冲程”，气4.重点讲解活塞式发动 机的结构特点、工
6、作原理 和性能指标，让学生能够 熟练掌握活塞式发动机 的工作过程。缸头上的进气门打开， 排气门关闭，活塞从上死点向下滑动 到下死点为止，气缸内的容积逐渐增大，气压降低一一低于 外面的大气压。于是新鲜的汽油和空气的混合气体，通过打20分钟开的进气门被吸入气缸内。混合气体中汽油和空气的比例， 一般是1比15即燃烧一公斤的汽油需要 15公斤的空气。2 .压缩冲程 进气冲程完毕后，开始了第二冲程，即 压缩冲 程”。这时曲轴靠惯性作用继续旋转，把活塞由下死点向上 推动。这时进气门也同排气门一样严密关闭。气缸内容积逐渐减少，混合气体受到活塞的强烈压缩。当活塞运动到上死点时，混合气体被压缩在上死点和气缸头之
7、间的小空间内。这个小空间叫作燃烧室”。这时混合气体的压强加到十个大 气压。温度也增加到摄氏400度左右。压缩是为了更好地利 用汽油燃烧时产生的热量，使限制在燃烧室这个小小空间里的混合气体的压强大大提高，以便增加它燃烧后的做功能 力。当活塞处于下死点时，气缸内的容积最大，在上死点 时容积最小(后者也是燃烧室的容积)。混合气体被压缩的程度，可以用这两个容积的比值来衡量。这个比值叫压缩比”。活塞航空发动机的压缩比大约是5到8,压缩比越大，气体被压缩得越厉害，发动机产生的功率也就越大。3 .在压缩冲程快结束，活塞接近上死点时，气缸头上 的火花塞通过高压电产生了电火花，将混合气体点燃，燃烧时间很短，大约
8、0.015秒；但是速度很快，大约达到每秒30 米。气体猛烈膨胀，压强急剧增高，可达60到75个大气压， 燃烧气体的温度到摄氏 2000到2500度。燃烧时，局部温度 可能达到三、四千度，燃气加到活塞上的冲击力可达 15吨。 活塞在燃气的强大压力作用下，向下死点迅速运动，推动连杆也门下跑，连杆便带动曲轴转起来了。这个冲程是使发动机能够工作而获得动力的唯一冲 程。其余三个冲程都是为这个冲程作准备的。4 .排气冲程 第四个冲程是 排气冲程工作冲程结束 后，由于惯性，曲轴继续旋转，使活塞由下死点向上运动。这时进气门仍旧关闭， 而排气门大开，燃烧后的废气便通过 排气门向外排出。当活塞到达上死点时，绝大部
9、分的废气已被排出。然后排气门关闭，进气门打开，活塞又由上死点 下行，开始了新的一次循环。从进气冲程吸入新鲜混合气体起，到排气冲程排出废 气止，汽油的热能通过燃烧转化为推动活塞运动的机械能， 带动螺旋桨旋转而作功，这一总的过程叫做一个 循环”。这 是一 种周而复始的运动。由于其中包含着热能到机械能的 转化，所以又叫做热循环(3)进行最后一个知识点讲授，发动机的性能指标。评价 发动机性能好坏的指标主要包括有效功率、耗油率和加速 率。课后 1.试说明发动机的分类及其特点。任务 2.试述活塞式发动机的主要组成及工作原理。课程 总结从活塞式汽油发动机装在飞机上飞行成功起，人类乘重于空气飞行器的飞行，只不过100年历史。在这个短暂的历史过程中，航空动力的进展，加速了飞机发展的进程。所以学习航空发动机对于 我们了解飞机是至关重要的一个步骤。