發(fā)動(dòng)機(jī)原理第二章3節(jié)

第二章

發(fā)動(dòng)機(jī)部件工作原理第二章

發(fā)動(dòng)機(jī)部件工作原理第一節(jié)氣動(dòng)熱力基礎(chǔ)第二節(jié)

進(jìn)氣道第三節(jié)

尾噴管第四節(jié)

壓氣機(jī)第五節(jié)

渦輪第六節(jié)

燃燒室2023年2月1日2第三節(jié)尾噴管一、功能/設(shè)計(jì)要求1、功能燃?xì)馀蛎浖铀?，氣流高速排出，產(chǎn)生反作用推力；調(diào)節(jié)噴管臨界截面積改變發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)；推力換向。2023年2月1日3一、功能/設(shè)計(jì)要求2、設(shè)計(jì)要求流動(dòng)損失小盡可能完全膨脹排氣方向盡可能沿所希望的方向根據(jù)需要，截面積幾何尺寸可調(diào)噪音低2023年2月1日4一、功能/設(shè)計(jì)要求3、分類(lèi)純收斂型2023年2月1日5一、功能/設(shè)計(jì)要求3、分類(lèi)收斂-擴(kuò)張型2023年2月1日6二、工作原理排氣速度絕能流動(dòng)

假設(shè)在噴管出口達(dá)到完全膨脹2023年2月1日7二、工作原理排氣速度總壓恢復(fù)系數(shù)

膨脹比2023年2月1日8三、純收斂型噴管1、結(jié)構(gòu)形式固定的收斂噴管可變出口截面的收斂噴管2023年2月1日9三、純收斂型噴管2、工作狀態(tài)臨界2023年2月1日10三、純收斂型噴管2、工作狀態(tài)亞臨界超臨界：2023年2月1日11三、純收斂型噴管2、工作狀態(tài)亞臨界及臨界的推力公式超臨界的推力公式2023年2月1日12三、純收斂型噴管3、推力損失出口氣流速度最高只能達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲?，?dāng)時(shí)，噴管處于超臨界狀態(tài)。2023年2月1日13三、純收斂型噴管3、推力損失尾噴口實(shí)際排氣速度：完全膨脹時(shí)排氣速度：這將造成推力損失2023年2月1日14三、純收斂型噴管3、推力損失推力公式推力損失系數(shù)2023年2月1日15三、純收斂型噴管4、示例某發(fā)動(dòng)機(jī)采用純收斂型噴管，進(jìn)口空氣流量100kg/s，飛行速度500m/s，環(huán)境壓力100000Pa，噴管內(nèi)總壓580000Pa，總溫1000K。（忽略發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣的流量差異，忽略流動(dòng)損失）（1）判斷噴管工作狀態(tài)（2）計(jì)算尾噴管出口靜壓（3）計(jì)算尾噴管排氣速度（4）計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)推力（5）若改進(jìn)尾噴管，使氣體能夠完全膨脹，那么發(fā)動(dòng)機(jī)推力將提高多少？2023年2月1日16三、純收斂型噴管4、示例（1）判斷噴管工作狀態(tài)（2）計(jì)算尾噴管出口靜壓2023年2月1日17三、純收斂型噴管4、示例（3）計(jì)算尾噴管排氣速度2023年2月1日18三、純收斂型噴管4、示例（4）計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)推力2023年2月1日19三、純收斂型噴管4、示例（5）若改進(jìn)尾噴管，使氣體能夠完全膨脹，那么發(fā)動(dòng)機(jī)推力將提高多少？2023年2月1日20三、純收斂型噴管4、示例氣體流速、馬赫數(shù)與通道截面積的關(guān)系：2023年2月1日21為使達(dá)到音速的氣流繼續(xù)膨脹，必須用擴(kuò)張通道四、收斂-擴(kuò)張型噴管1、結(jié)構(gòu)形式固定的收斂-擴(kuò)張噴管可調(diào)的收斂-擴(kuò)張噴管帶中心體的噴管引射噴管2023年2月1日22四、收斂-擴(kuò)張型噴管2、固定的收斂-擴(kuò)張噴管2023年2月1日23定值四、收斂-擴(kuò)張型噴管2、固定的收斂-擴(kuò)張噴管2023年2月1日24四、收斂-擴(kuò)張型噴管2、固定的收斂-擴(kuò)張噴管2023年2月1日25當(dāng)噴管為固定的面積比A8/A9時(shí)，只對(duì)應(yīng)某一個(gè)特定的狀態(tài)，可以使氣流在噴管出口達(dá)到完全膨脹，偏離此狀態(tài)，都會(huì)造成推力損失。四、收斂-擴(kuò)張型噴管3、可調(diào)的收斂-擴(kuò)張噴管隨飛行狀態(tài)變化，由電機(jī)帶動(dòng)作動(dòng)筒拉動(dòng)拉桿，改變噴管臨界截面積、出口截面積，使氣流盡可能在出口處達(dá)到完全膨脹。2023年2月1日26四、收斂-擴(kuò)張型噴管4、帶中心體的噴管由中心體和外殼組成外殼出口處形成噴管

臨界截面氣流繞外殼唇口產(chǎn)生

膨脹波，膨脹加速沿軸向移動(dòng)中心體

實(shí)現(xiàn)臨界截面調(diào)節(jié)2023年2月1日27四、收斂-擴(kuò)張型噴管5、引射噴管由一個(gè)純收斂噴管和一個(gè)同心的外套筒組成。收斂噴管排出發(fā)動(dòng)機(jī)高壓燃?xì)?，引射外套筒的二股氣流；主氣流在周?chē)鷣喴魵饬髦信蛎?，形成“流體”壁面擴(kuò)張段，主氣流繼續(xù)加速，高速排出。形成的“流體”壁面可以隨主氣流壓力變化自動(dòng)調(diào)節(jié)。2023年2月1日28五、其它噴管1、垂直/短距起降噴管2023年2月1日29五、其它噴管2、推力矢量噴管2023年2月1日30五、其它噴管3、反推噴管2023年2月1日31小結(jié)2023年2月1日32進(jìn)氣道尾噴口減速增壓（高速飛行時(shí)）增速減壓亞音速進(jìn)氣道為擴(kuò)張型低Ma飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴口為收縮型超音速進(jìn)氣道：超音->亞音收擴(kuò)型尾噴口：亞音->超音逆壓力梯度（靜壓增加）順壓力梯度（靜壓下降）飛行速度越快，沖壓比越大可用膨脹比越高，排氣速度越大飛行速度越快，滯止溫度越高排氣總溫越高，排氣速度越大調(diào)節(jié)臨界面積可改善起動(dòng)性能調(diào)節(jié)臨界面積可改變發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)調(diào)節(jié)噴管臨界面積2023年2月1日33推力換向2023年2月1日34固定的收斂噴管2023年2月1