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1、“飞行器发动机原理”复习,“飞行器发动机原理”考试安排,考试时间：4月27日（周六）18:30 20:30 地点： 721 答疑地点：动力楼319,“飞行器发动机原理”题型,一、选择题（每题2分，共10分） 二、简答题（每题10分，共50分） 三、综合题（3题，共40分） 有计算题，请带计算器。,第一章 燃气涡轮发动机热力气动基础 第一节 热力学第一定律 一、理想气体的状态方程式 二、比热容和热量 三、工质的内能 四、外功 五、工质的焓 六、热力学第一定律 七、热力过程 第二节 热力学第二定律 一、气体工质的熵 二、热力学第二定律 第三节 气体动力学的基本方程 一、常用气体动力学的基本方程 二
2、、音速和马赫数 三、气流的滞止参数和气动函数 四、膨胀波和激波,第一章 燃气涡轮发动机热力气动基础 一、概念区分 1.状态参数和过程参数 状态参数：仅与过程的起点和终点有关，而与过程的路径无关的参数，如温度、压强、密度、焓、内能、熵等。 过程参数：不仅与过程的起点和终点有关，而且与过程的路径有关的参数，如加热量、外功、比热等。 2.可逆过程和不可逆过程 可逆过程的条件： 气体内部的温度和压力始终均匀一致（处于平衡过程）， 没有摩擦（即没有“内热” ）。 过程可逆性与“内热” 和绝热的关系,第一章 燃气涡轮发动机热力气动基础 二、常用热力过程特点和关系式（压力、比容和温度） 1.定容过程 交换的
3、热量全部用来改变气体的内能。 2.定压过程 交换的热量除了改变气体的内能外，还进行功的交换。 3.定温过程 交换的热量全部用于进行功的交换，气体的内能不变。 4.绝热过程（可逆绝热过程、等熵过程） 气体进行功的交换的能量全部来源于气体内能变化。 比热比，绝热系数。 5.多变过程 n多变指数。,第一章 燃气涡轮发动机热力气动基础 二、常用热力过程特点和关系式（压力、比容和温度）,第一章 燃气涡轮发动机热力气动基础 三、常用参数,1.音速 2.总参数或滞止参数 3.流量公式,第一章 燃气涡轮发动机热力气动基础 四、基本定律,1.热力学第一定律 dq = du + pdv = dh vdp 反映了热
4、量、内能和机械能之间的相互转换和守恒关系。 2.热力学第二定律 3.能量方程 对于绝能流动（绝热流动，且没有功的交换）： 4.伯努力方程 是用机械能表达的的能量方程，反映了气体在流动过程中机械能的转换关系，建立了气体速度、压力和密度之间的关系。 5.动量定理 解释推力产生的原因。,第二章 燃气涡轮发动机的工作原理 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 一、理想循环 二、实际循环 第二节 推力的产生 一、推力 二、推进效率 第三节 涡轮喷气发动机的性能指标和基本要求 一、性能指标 二、基本要求 三，发展方向 第四节 涡轮喷气发动机的演变 一、加力式涡轮喷气发动机 二、冲压式喷气发动机 三、涡轮风扇喷气
5、发动机 四、加力式涡轮风扇喷气发动机 五、涡轮螺桨发动机 六、涡轮轴发动机 七、可变循环喷气发动机,第二章 燃气涡轮发动机的工作原理 一、热力循环,1.卡诺(Carnot)循环理想定温加热循环 AB 定温加热膨胀过程(热源温度T1) ； BC 等熵膨胀过程； CD 定温放热压缩过程(冷源温度T2) ； DA 等熵压缩过程,第二章 燃气涡轮发动机的工作原理 一、热力循环,2.涡喷发动机理想循环（布莱顿循环） 四个过程 0-2等熵压缩过程进气道和压气机； 进气道0-1：减速增压； 压气机1-2：对气体做功提高气体压力； 2-3定压加热过程燃烧室； 燃烧室2-3 定压加热，加热量q1=cp(T3*-
6、 T2* )； 3-9等熵膨胀过程涡轮和喷管； 涡轮3-4：气体膨胀对涡轮做功，热能机械能，对应面积34423； 喷管4-9：气体膨胀，热能动能； 9-0定压放热过程发动机外部完成： 定压放热，放热量q2=cp(T9- T0 )。,第二章 燃气涡轮发动机的工作原理 一、热力循环,2.涡喷发动机理想循环 图形表示 热效率分析 与实际循环差别,第二章 燃气涡轮发动机的工作原理 二、推力和推进效率,1.推力 有效推力和推力 推力公式 推力公式简化 2.推进效率 推进效率 总效率 涡喷/涡扇发动机的推力比较,第二章 燃气涡轮发动机的工作原理 三、涡喷发动机的性能指标和基本要求,1.性能指标 推力F、单
7、位推力Fs、推重比FW、单位迎面推力、单位燃油消耗率sfc。 2.基本要求 推重比高迎面积小、耗油率低、工作稳定可靠性好、使用成本低。,第二章 燃气涡轮发动机的工作原理 四、涡轮喷气发动机的演变,1.涡轮喷气发动机演变的种类 加力式涡轮喷气发动机、冲压式喷气发动机、涡轮风扇喷气发动机、加力式涡轮风扇喷气发动机、涡轮螺桨发动机、涡轮轴发动机、可变循环喷气发动机。 2.涡轮喷气发动机演变的原因 增加循环功和提高推进效率。 3.各类发动机的特点 不同飞机对发动机的选用； 涡扇发动机与涡喷发动机的对比。,第三章 涡轮喷气发动机部件 第一节 进气道 一、亚音速进气道 二、超音速进气道 第二节 压气机 一
8、、压气机类型和结构 二、基本方程式 三、轴流式压气机 四、离心式压气机（不要求） 五、压气机特性 第三节 燃烧室 一、基本性能要求 二、燃烧室结构形式 三、燃烧室工作过程 四、燃烧室特性,第四节 涡轮 一、结构形式 二、工作原理 三、涡轮特性 第五节 加力燃烧室 一、基本性能要求 二、加力燃烧室工作过程 第六节 喷管 一、工作原理 二、结构形式,第三章 涡轮喷气发动机部件 一、进气道,1.进气道的功用和要求 损失小、工作稳定、出口气流畸变小、外部阻力小等。 2.亚音速进气道 a. M0=0， ； b. 当M0下降时， 增加， l； c. 当M0增加时， 减小， 1时，出现脱体激波， l。,第三
9、章 涡轮喷气发动机部件 一、进气道,3.超音速进气道 种类和特点 外压式：进气道内亚音速流； 内压式：全部压缩在进气道内部完成； 混合式：进气道入口为超音速流。 喘振机理、特点和危害 调节 调节原因：发动机所需流量和进气道提供流量不匹配。 调节方法：调节喉道面积、开旁路阀门等。,第三章 涡轮喷气发动机部件 二、压气机,1.压气机的功用 2.压气机的加功原理 速度三角形 加功原理（亚音） 沿程参数变化（总静温、总静压、绝对速度） 效率 3.失速、旋转失速、喘振,第三章 涡轮喷气发动机部件 二、压气机,4.压气机的通用特性 压气机特性 = 压气机在非设计工况下的性能 相似三条件：几何相似、运动相似
10、、动力相似 从通用特性曲线看压气机工作 等相似转速线、等效率线、喘振边界线 压气机工作点变化及其特点 防喘措施和原理 中间级放气、可调叶片、双轴压气机。,第三章 涡轮喷气发动机部件 三、燃烧室,1.燃烧室的功用和要求 点火可靠、燃烧稳定；燃烧完全；总压损失小；燃烧室出口温度场分布应符合要求；尺寸小，发热量大等。 2.燃烧室结构形式 单管燃烧室、联管燃烧室、环形燃烧室。 3.燃烧室工作过程,第三章 涡轮喷气发动机部件 四、涡轮,1.涡轮的功用 2.涡轮的工作原理 速度三角形 工作原理 沿程参数变化（总静温、总静压、绝对速度） 效率 3.涡轮的特点 轮缘功大 导向器在前,第三章 涡轮喷气发动机部件
11、 五、加力燃烧室,1.加力燃烧室的功用和要求 点火可靠；燃烧完全；燃烧无振荡；总压损失小。 2.加力燃烧室工作过程,第三章 涡轮喷气发动机部件 六、喷管,1.喷管的功用 气流加速产生推力；通过喷管临界截面调节发动机工况。 2.喷管的工作状态 临界、亚临界、超临界 3.喷管对发动机工作的调节作用 减小喷管临界截面积，会使涡轮的压降减小。 开加力时，为保持发动机原来工作状态，必须放大A8。,第四章 涡轮喷气发动机特性 第一节 各部件的共同工作 一、共同工作的条件 二、调节规律的讨论 三、共同工作线 第二节 发动机特性 一、转速特性 二、速度特性 三、高度特性 四、过渡状态特性 第三节 发动机通用特性和台架性能换算 一、发动机相似工作条件 二、发动机的通用特性 三、台架性能换算 第四节 双轴涡轮喷气发动机 一、双轴涡轮喷气发动机的工作特点 二、双轴涡轮喷气发动机的共同工作 三、双轴涡轮喷气发动机的调节规律和特性 第五节 加力涡轮喷气发动机 一、加力的工作特点 二、加力涡轮喷气发动机的调节规律和特性 三、喷液加力,第三章 涡轮喷气发动机部件,1.共同工作线和调节规律 2.发动机特性转速特性、速度特性、高度特性 3.稳态过程和动态过程 4.台架性能换算 5.双轴涡轮喷气发动机的防喘原理,例题1,例题2,例题3,