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飞行器动力系统(3)

发布时间:2019-07-04 20:09 来源:未知 编辑:admin

  第三章 飞行器动力系统 3.1 发动机的分类及特点 3.2 活塞式航空发动机 3.3 空气喷气发动机 3.1 发动机的分类及特点 ? 动力装置→为飞行器提供动力,推进飞行 前进的装置 ? 动力系统(简称发动机)→发动机+推进剂 (或燃料系统)+导管、附件、仪 表、飞行器上的固定装置等 发动机→飞行器的动力源,心脏 ?航空航天发动机 不同发动机适合不同的速度与高度范围 3.2 活塞式航空发动机 ?活塞式发动机的主要组成 5 ?活塞式发动机的工作原理 #:一般用汽油,每一循环为四行程:进气、压缩、膨胀、排气….. 6 ?活塞式发动机的辅助系统 #:辅助系统 1:进气系统 ….(增压器→高空性能↑) 2: 燃料系统 ….(燃料泵 . 气化器或燃料喷射装置) 3: 点火系统….(磁电机→高压电→电火花→气缸内混合气体) 4: 冷却系统….(→散热 ) 5: 启动系统….(电动机→曲轴转动→发动机启动) 6: 定时系统….(曲轴→凸轮盘→连杆+摇臂→定时开关进.排气活门 ?活塞式发动机的主要性能指标 1:发动机功率 ….(驱动螺旋桨的功率为有效功率….200----3500 kw ) 2: 功率重量比 ….( ↑→飞行性能↑, 先进的 1.85 kw/kg ) 3: 燃料消耗率….(经济性指标 ..先进的 0.28 kg/(kw.h) ) →低速飞机 3.3 空气喷气发动机 ?空气喷气发动机主要性能参数 1:推力→作用在 发动机内外表 面上压力合力 qmi: 进入发动机 的空气质量流量 qmo; 出口发动机 的燃气质量流量 8 2. 单位推力:每单位流量空气(kg/s)进入发动机所产生的推力 3. 推重比: 发动机推力(地面最大工作状态)和其结构重量比→先进的 8—10 4. 单位耗油率: 产生单位推力(1)每小时所耗燃油量 (kg/N.h) →目前大型风 扇发动机 0.04---0.05 kg/(N.h) ?燃气涡轮发动机 燃气涡轮发动机→应用最广泛的航空发动机 #: 主要由压气机、燃烧室、涡轮组成 *:空气在压气机被压缩→燃烧室与燃油混合燃烧→高温高压气体→涡轮高 速旋转(部分能量→涡轮机械能)→压气机吸进空气并压缩 *:涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮桨扇发动 机、涡轮轴发动机、垂直起落发动机 9 ?涡轮空气喷气发动机 #:进气道→进入发动机的进气通道→整理气流,消除旋涡 →亚声速和超声速进气道 #:压气机→↑进 入燃烧室空气压力 →高速旋转的叶片 对空气做功→离心 式和轴流式 #:燃烧室→燃料 (航空煤油)+高压 空气→混合燃烧→化 学能→内能→气体温 度压力↑→流向涡轮 #:涡轮→燃料室出口的高温高压气体的能量→机械能→以轴功率输出 →驱动压气机、风扇、螺旋桨和其它附件的转动 #:燃气经过涡轮→温度&压力↓→速度渐增→尾喷管→推力 #:加力燃烧室: 在涡轮后+喷油燃烧→燃气能量、温度速度↑→推力↑ #:尾喷管:发动机 排气系统→推力 ?涡轮螺桨发动机 ?涡轮风扇发动机 ?涡轮桨扇发动机 ?涡轮轴发动机 ?垂直起落发动机 ?冲压喷气发动机 ?涡轮喷气发动机的工作状态 #:不同飞行状态,发动机的推力大小不同 1:起飞状态 ….(转速和涡轮前温度最高→推力最大---通常5-10min) 2: 最大状态 ….(推力为起飞推力的 85—90 % --可连续工作--<30 min ) 3: 额定状态…. (比最大状态稍低-----飞机长时间爬生和高速平飞 ) 4: 巡航状态…. (推力为起飞推力的65---75 % →连续工作+耗油↓+经济 性 ↑→长时间+远距离飞行) 5: 慢车状态….(发动机能稳定工作的最小转速状态,推力为起飞推力的 3---5 % → 飞机着陆. →效率↓→ < 5—10 min )

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