航空发动机 (1).ppt

1、航空发动机目前还在应用的航空发动机共六大类：活塞式，转子式，涡轮喷气式，涡轮风扇式，涡轮螺旋桨式和涡轮轴式等。活塞式活塞式发动机：是最早应用的航空发动机，由于经济性好，构造简单，体积小，目前在小型飞机或农业飞机上仍在运用，如国产初教六和运五，这也是一种四冲程热机，由于转速不高，应用面较窄。双曲轴24缸航空发动机视频1视频2视频3臭名昭著的日本“零式”战斗机。早期采用12星型气冷发动机，950马力。猜猜是哪个公司生产的？老外发烧友利用星7航空发动机改装的摩托车。空中拖拉机-运-5农用飞机采用国产星9发动机，飞行速度较慢，与“和谐”相当。转子式转子发动机又称为米勒循环发动机：是一种比较独特的发动机

2、，它是由一个三角形的偏心转子在气缸中把气缸隔成三个燃烧室，转子旋转一圈，由于转子偏心的缘故，燃烧室容积变化一次，完成一次进气，压缩，作功与排气过程。因为不像活塞式活塞往复运动有惯性作用限制了转速提高，转子发动机转速极高，但由于功率不高，一般只应用于小型无人机或靶机上。视频1视频2涡轮喷气式涡喷发动机涡喷发动机涡喷发动机涡喷发动机：是最早的喷气式发动机，它是把高温高压燃是最早的喷气式发动机，它是把高温高压燃气向后高速喷出获得反推力，同时驱动排气通道内的涡轮，气向后高速喷出获得反推力，同时驱动排气通道内的涡轮，由涡轮带动同轴的位于进气通道内的压气机，提高燃烧室内由涡轮带动同轴的位于进气通道内的压气

3、机，提高燃烧室内气压，增加工质，获得更高的热值，提高推力，第一代和第气压，增加工质，获得更高的热值，提高推力，第一代和第二代战斗机以这种发动机为主要动力，特点是高速飞行时，二代战斗机以这种发动机为主要动力，特点是高速飞行时，效率高，但低速飞行时性能很差，由于排气温度高，热效很效率高，但低速飞行时性能很差，由于排气温度高，热效很低，现在基本属于淘汰的边缘。低，现在基本属于淘汰的边缘。特点：特点：特点：特点：完全依赖燃气流产生推力。通常用作高速飞机的动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。力。油耗比涡轮风扇发动机高。分类：分类：分类：分类：涡喷发动机分为离心式与轴

4、流式两种，离心式由英涡喷发动机分为离心式与轴流式两种，离心式由英国人弗兰克国人弗兰克 惠特尔爵士于惠特尔爵士于19301930年取得发明专利，但是直到年取得发明专利，但是直到19411941年装有这种发动机的飞机才第一次上天，没有参加第二年装有这种发动机的飞机才第一次上天，没有参加第二次世界大战，轴流式诞生在德国，并且作为第一种实用的喷次世界大战，轴流式诞生在德国，并且作为第一种实用的喷气式战斗机气式战斗机Me-262Me-262的动力参加了的动力参加了19451945年末的战斗。相比起年末的战斗。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，离心式涡喷发动机，轴流式具有横截面小

5、，压缩比高的优点，当今的涡喷发动机均为轴流式。当今的涡喷发动机均为轴流式。带加力燃烧室视频1国产“昆仑”涡喷航空发动机“枭龙”之心“昆仑”进气口特写 国产“枭龙”国产“枭龙”国产轰6协和式飞机（Concorde；亦称和谐式客机）:是由英国和法国联合研制的一种超音速客机。是原英国飞机公司（现并入英国宇航公司）和法国宇航公司在1960年代合作研制的一种四发超音速客机。协和式飞机最大飞行速度可达2.04马赫，巡航高度18000米。协和式飞机共有四台涡轮喷气发动机。发动机由英国罗尔斯罗伊斯公司和法国国营航空发动机公司(R0lls-RoyceSNECMA)负责研制。发动机型号为“奥林帕斯”593Mk61

6、0涡轮喷气式发动机（Olympus 593）。单台推力169.32千牛（38,000 lbs)。1997年理查德诺布尔团队驾驶一辆使用铝合金车轮，装配斯贝（斯贝：英国罗-罗公司或者叫劳斯莱斯的产品曾装配在F-4鬼怪战斗机上的发动机，也曾经在我国的歼轰七飞豹上装配过的发动机，也是我国空军使用的第一种涡扇发动机也是我国的涡扇9秦岭发动机的原型机）发动机的超级汽车突破了地面音障，那一天也是美国空军的耶格尔上校驾驶X1火箭动力飞机突破音障的周年纪念日。视频1涡轮风扇式涡扇发动机：是在涡喷发动机的压气机前再加两级或更多的涡扇发动机：是在涡喷发动机的压气机前再加两级或更多的风扇，外层再包裹形成外涵道，与经

7、过燃烧室的内涵道形成风扇，外层再包裹形成外涵道，与经过燃烧室的内涵道形成双涵道。由于一部分推力由通过风扇加速的经过外涵道的冷双涵道。由于一部分推力由通过风扇加速的经过外涵道的冷空气提供，所以排气温度低，热效率高，能提供较大的推力，空气提供，所以排气温度低，热效率高，能提供较大的推力，目前十吨以上级的大推发动机全部为涡扇式，特点是无论是目前十吨以上级的大推发动机全部为涡扇式，特点是无论是高速飞行还是低速飞行，都能提供突出的动力性能。战斗机高速飞行还是低速飞行，都能提供突出的动力性能。战斗机用发动机涵道比用发动机涵道比(即流经外涵道与流经内涵道的空气量的比即流经外涵道与流经内涵道的空气量的比值值)

8、较小，常采用内外涵混合排气带加力发动机，因为外涵较小，常采用内外涵混合排气带加力发动机，因为外涵道流过来的是新鲜的工质，因此含氧丰富，理论加力燃烧室道流过来的是新鲜的工质，因此含氧丰富，理论加力燃烧室提供的额外推力要比涡喷发动机高得多。大型客机运输机等提供的额外推力要比涡喷发动机高得多。大型客机运输机等则采用大涵道比分离排气发动机，没有加力燃烧室，这种发则采用大涵道比分离排气发动机，没有加力燃烧室，这种发动机噪音小，有的甚至低于动机噪音小，有的甚至低于110dB110dB，是现代航空发动机的主，是现代航空发动机的主流。流。涡扇涡扇引擎引擎的旁通比（的旁通比（Bypass ratioBypass

9、 ratio，也称涵道比）：，也称涵道比）：是不经过燃烧室的空气质是不经过燃烧室的空气质量，与通过燃烧室的空气质量的比例。旁通比为零的涡扇引擎即是涡轮喷气量，与通过燃烧室的空气质量的比例。旁通比为零的涡扇引擎即是涡轮喷气引擎。早期的涡扇引擎和现代战斗机使用的涡扇引擎旁通比都较低。例如世引擎。早期的涡扇引擎和现代战斗机使用的涡扇引擎旁通比都较低。例如世界上第一款涡扇引擎，劳斯莱斯的界上第一款涡扇引擎，劳斯莱斯的ConwayConway，其旁通比只有，其旁通比只有0.30.3。现代多数民航。现代多数民航机引擎的旁通比通常都在机引擎的旁通比通常都在5 5以上。旁通比高的涡轮扇引擎耗油较少，但推力却以

10、上。旁通比高的涡轮扇引擎耗油较少，但推力却与涡轮喷气引擎相当，且运转时还宁静得多。与涡轮喷气引擎相当，且运转时还宁静得多。推重比推重比 ：发动机推力与发动机重量发动机推力与发动机重量(力力)或飞机重量或飞机重量(力力)之比，它表示发动机或飞机之比，它表示发动机或飞机单位重量单位重量(力力)所产生的推力。发动机在海平面静止条件下於最大状态所产生的推力。发动机在海平面静止条件下於最大状态(加力发动机为全加力发动机为全加力状态加力状态)所产生的推力与发动机结构重量所产生的推力与发动机结构重量(力力)之比称为发动机推重比，是发动机的重之比称为发动机推重比，是发动机的重要性能指标之一。它对於飞机的飞行性

11、能和有效载荷等都有直接影响。垂直起落飞机要性能指标之一。它对於飞机的飞行性能和有效载荷等都有直接影响。垂直起落飞机用的发动机尤其需要有高的推重比，现代涡轮喷气发动机的推重比约为用的发动机尤其需要有高的推重比，现代涡轮喷气发动机的推重比约为3.53.54.54.5；加；加力涡轮喷气发动机约为力涡轮喷气发动机约为5 57 7；加力涡轮风扇发动机可达；加力涡轮风扇发动机可达 8 8以上；用於垂直起落的升力以上；用於垂直起落的升力发动机则高达发动机则高达1616以上。进一步提高推重比是发动机发展的一个重要趋势，例如升力发以上。进一步提高推重比是发动机发展的一个重要趋势，例如升力发动机正向动机正向202

12、02424发展，冲压发动机在发展，冲压发动机在2 23 3倍音速时，推重比在倍音速时，推重比在2020左右。液体火箭发动左右。液体火箭发动机的推重比随发动机特点和推力等级不同相差很大。对中等或大推力发动机来说，以机的推重比随发动机特点和推力等级不同相差很大。对中等或大推力发动机来说，以不包括推进剂的结构重量不包括推进剂的结构重量(力力)计，推重比可达计，推重比可达7070100100。固体火箭发动机除用推重比。固体火箭发动机除用推重比外，还用冲量比，即总冲量与装有药柱的固体火箭发动机重量外，还用冲量比，即总冲量与装有药柱的固体火箭发动机重量(力力)之比。飞机发动机之比。飞机发动机起飞推力与飞机

13、重量起飞推力与飞机重量(力力)之比称为飞机推重比。它是决定飞机战术技术性能的重要参之比称为飞机推重比。它是决定飞机战术技术性能的重要参数之一。飞机的最大平飞速度、爬升率、升限、机动性等都与飞机推重比有关。现代数之一。飞机的最大平飞速度、爬升率、升限、机动性等都与飞机推重比有关。现代歼击机的飞机推重比可达歼击机的飞机推重比可达 1 11.251.25；轰炸机则为；轰炸机则为0.250.250.500.50。喷气发动机的推力和发。喷气发动机的推力和发动机的净重之比，称为发动机的推重比。推重比是一个综合性的性能指标，它不仅体动机的净重之比，称为发动机的推重比。推重比是一个综合性的性能指标，它不仅体现

14、喷气发动机在气动热力循环方面的水平，也体现了结构方面的设计水平。目前，高现喷气发动机在气动热力循环方面的水平，也体现了结构方面的设计水平。目前，高性能的加力式涡轮风扇发动机的推重比可达性能的加力式涡轮风扇发动机的推重比可达8 81010。加力式小涵道比涡扇发动机加力式小涵道比涡扇发动机 非加力式大涵道比涡扇发动机非加力式大涵道比涡扇发动机 视频1视频2图片来自： 歼歼1010和歼和歼11B11B使用的国产发动机使用的国产发动机国产歼国产歼1010机长 14.57米 翼展 8.78米 推力 122千牛顿 最大速度 2.0马赫 最大升限 18000米 作战半径 1100公里 最大航程 2500公里

15、 最大起飞重量 19277公斤 国产国产歼歼11B11BF22“F22“猛禽猛禽”全称F119PW-100，是为F-22A研制的双转子小涵道比加力涡扇发动机，采用可上下偏转的二维矢量喷管，上下偏转角度为20度，推力和矢量由数字电子系统控制。静推力97.9千牛,加力推力155.6千牛,发动机推重比10,总压比25,涵道比0.2.在发动机推重比达到10的时候,F22的作战推重比为1.1。涡轮螺旋桨式涡桨发动机是把涡轮吸收的高温高压燃气作的功全部用于螺旋桨，由于热损失最低，所以效率高，经济性最好，但高速性差，飞机无法实现超音速飞行，但低速飞行性能优异，不过噪音很大，常用于中型运输机。涡轮螺旋桨发动机

16、的螺旋桨后的空气流就相当于涡轮风扇发动机的外涵道，由于螺旋桨的直径比发动机大很多，气流量也远大于内涵道，因此这种发动机实际上相当于一台超大涵道比的涡轮风扇发动机。同活塞式发动机螺旋桨相比，涡轮螺旋桨发动机有很多优点。首先，它的功率大，功重比（功率/重量）也大，最大功率可超过10000马力，功重比为4以上；而活塞式发动机最大不过三四千马力，功重比2左右。其次，由于减少了运动部件，尤其是没有做往复运动的活塞，涡轮螺旋桨发动机运转稳定性好，噪音小，工作寿命长，维修费用也较低。而且，由于核心部分采用燃气发生器，涡轮螺旋桨发动机的适用高度和速度范围都要比活塞式发动机高很多。在耗油率方面，二者相差不多，但

17、涡轮螺旋桨发动机所使用的煤油要比活塞式发动机的汽油便宜国产国产“新舟新舟60”60”，采用加拿大普惠，采用加拿大普惠公司公司PW127JPW127J涡轮螺桨发动机涡轮螺桨发动机 国产运国产运8 8运输机，装有运输机，装有4 4台涡桨台涡桨6 6型发动机型发动机 美国美国“大力神大力神”C130C130运输机，动力装置运输机，动力装置 4 4台，台，T56-A-15T56-A-15涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机4 4台库兹涅佐夫台库兹涅佐夫HK-12MAHK-12MA涡轮螺桨发动机，单台功率涡轮螺桨发动机，单台功率1118511185千瓦千瓦(15208(15208轴马力轴马力)世界上最大涡轮

18、螺旋桨驱动运输机世界上最大涡轮螺旋桨驱动运输机安安-22-22 涡轮轴式涡轴发动机就是把水平的螺旋桨设计成垂直的旋翼，涡轴发动机就是把水平的螺旋桨设计成垂直的旋翼，原理与涡桨类似，也是把燃气功全部通过涡轮传给原理与涡桨类似，也是把燃气功全部通过涡轮传给桨叶，主要用于直升机，不赘述。桨叶，主要用于直升机，不赘述。卡卡-32-32直升机直升机 装备两台装备两台TB3-117BMATB3-117BMA型燃气涡轮轴发动机。巡航功率为型燃气涡轮轴发动机。巡航功率为17001700马力马力。请您欣赏！安-225的一号原型机是在1988年11月30日完工出厂，并于12月21日在基辅进行第一次试飞，1989年

19、5月12日时它首次完成暴风雪号的背负飞行。后因苏联解体和经济恶化停飞！安-225的酬载重量原厂公布是250吨，但一般认为，安-225至少有超过300吨的酬载能力，其中货物不是只可放在机身内的货舱中，安-225原本为了背负暴风雪号航天飞机所设计的机背货架，也拥有载运250吨重物体的能力。如果转用做为客机，初步估计它可能可以同时容纳得下1500到2000名乘客。基本数据 设计单位：前苏联安东诺夫设计局 用途：多用途重型运输 全长：84.0米 主翼展全宽：88.74.米 尾翼展全宽：32.65米 全高：18.20米 轮距：8.84米 轴距：29.10米 最大离陆总重量：600吨（包含机身、燃料与筹载

20、重量）最大筹载重量：250吨 动力系统：6xZMDBProgressD-18涡扇发动机 推力：6x23,400公斤总计1377千牛顿 速度：850km/h（极速）或700km/h（巡航速度）机舱：长35.97米；宽6.4米；高4.39米 最大航距：15,400公里（满燃料状态）或4,500公里（满筹载状态）世界上飞得最高的飞机是美国的 X15 A研究试验机。1961年3月30日，美国航空航天局的试飞员约瑟夫沃尔克驾驶该机飞到了5.1695万米的高度，1962年 4月30日飞到了7.5195万米的高度，7月17日，他又飞到9.5936万米高度，被世界航空组织正式批准为世界绝对纪录。由此他成为世界第一位“驾驶飞的宇航员”。美国航空航天局规定：超过8万米飞行高度便可称为宇航员。1963年8月22日，他在爱德华空军基地上空，再次飞到了10.8万米的高度。B-2是美国诺斯罗普公司秘密为美国战略空军研制的隐形轰炸机。该机1978年开始研制，直到1988年11月22日原型机出厂，1989年7月首飞。美国空军原计划采购133架B-2，但几经削减，最后只决定购买20架，导致B-2的单价达22.1亿美元，成为了世界上最贵的飞机。3Q!