航空航天推進(jìn)系統(tǒng)習(xí)題答案講解學(xué)習(xí)

第一章緒論1.說明航空航天飛行器的分類1)輕于空氣的航空器：氣球、汽艇。2)重于空氣的航空器：固定翼航空器：飛機、滑翔機；旋翼航空器：直升機、旋翼機。航天器：1)無人航天器：人造地球衛(wèi)星、空間平臺、太空探測器2)載人航天器：載人飛船、空間站、載人太空實驗室、航天飛機和空天飛機?；鸺蛯?dǎo)彈。2.試述火箭、導(dǎo)彈以及運載火箭三者的聯(lián)系3.試述航天器的功能1)環(huán)繞地球運行的航天器可以充分利用它相對地球的高遠(yuǎn)位置來觀測地球，可以迅速和大量來自地球大測、氣象觀測、環(huán)境觀測和資源考察等任務(wù)。輛進(jìn)行導(dǎo)航定位，可以為軍事測繪部門提供大地測繪基準(zhǔn)。4.詳細(xì)說明飛行器推進(jìn)系統(tǒng)分類和各自特點1)活塞式航空發(fā)動機行的飛機或直升機上。2)空氣噴氣發(fā)動機分為：渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機、沖壓發(fā)動機功率大，結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單及維修方便3)火箭發(fā)動機固液混合火箭發(fā)動機。5.簡述航天器的分類航天器可分為無人航天器和載人航天器。驗室、空間站、航天飛機和空天飛機。6.了解我國航天技術(shù)以及火箭和導(dǎo)彈的發(fā)展略第二章航空飛行器推進(jìn)系統(tǒng)1.說明活塞式航空發(fā)動機的主要構(gòu)件，并敘述該類型發(fā)動機的工作原理。主要構(gòu)件包括：氣缸、活塞、曲旋槳或者旋翼旋轉(zhuǎn)2.說明活塞式航空發(fā)動機的輔助系統(tǒng)有哪些？1)燃料系統(tǒng)由燃料箱、燃料泵、汽化器(霧化器)或噴嘴裝置組成。燃料經(jīng)過泵從燃料箱打入汽化器，霧化的燃料與空氣混合后進(jìn)入氣缸。2)點火系統(tǒng)由磁電機產(chǎn)生的高電壓在極短時間內(nèi)產(chǎn)生電火花點燃混合氣體。3)潤滑系統(tǒng)它由輪滑油泵將潤滑油輸送到滑行的運動面間隙及軸承中，以減輕運動零部件的磨損。4)冷卻系統(tǒng)冷卻裝置一般采用氣冷或者液冷，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上常用散熱片或者散熱套來試下冷卻。缸，推動活塞帶動曲軸運轉(zhuǎn)，二是用電機帶動曲軸轉(zhuǎn)動。6)定時系統(tǒng)即為控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)控制發(fā)動機的進(jìn)氣門和排氣門的開啟與關(guān)閉。3.詳細(xì)說明活塞式航空發(fā)動機四個行程的工作過程。1)進(jìn)氣行程發(fā)動機的進(jìn)氣閥打開進(jìn)氣門，經(jīng)霧化器霧化的燃料與空氣混合進(jìn)入氣缸2)壓縮行程此時進(jìn)氣門已經(jīng)關(guān)閉，活塞開始上行，壓縮混合氣體，直到活塞到達(dá)上止點燒氣體的熱能轉(zhuǎn)化為機械能。4)排氣沖程閉4.評定航空發(fā)動機經(jīng)濟性指標(biāo)是哪一個參數(shù)，說明其定義。燃料消耗率：航空發(fā)動機單位時間內(nèi)產(chǎn)生單位有效推力或功率所消耗的燃料量加速性：發(fā)動機從最小轉(zhuǎn)速到最大轉(zhuǎn)速所需要的時間。6.活塞式航空發(fā)動機與渦輪噴氣發(fā)動機相比較，哪一類適應(yīng)高速飛行？為什么？渦輪噴氣發(fā)動機更適合于高發(fā)動機的功率很高，足以提供動力。7.簡要說明渦輪噴氣發(fā)動機的工作原理。8.為什么渦輪噴氣發(fā)動機用推力表示它的推進(jìn)功而不用功率表示因為活塞式航空發(fā)動機發(fā)出的是功率，再通機與推進(jìn)器為一體，它可以直接產(chǎn)生作用在飛機上的推力。所以用推力表示飛機的推進(jìn)功更加直觀方便。9.詳細(xì)說明渦輪噴氣發(fā)動機的主要性能參數(shù)的物理意義1)推力：作用在發(fā)動機內(nèi)外表面的壓力合力。qme發(fā)動機出口單位時間內(nèi)燃?xì)獾馁|(zhì)量流量qm發(fā)動機進(jìn)口單位時間內(nèi)空氣的質(zhì)量流量v0進(jìn)口的氣體速度ve噴管出口的燃?xì)馑俣華噴管出口處截面面積pe噴管出口截面的靜壓po外界周圍大氣靜壓s物理意義：每千克空氣質(zhì)量流量所能產(chǎn)生的推力大小3)推重比：發(fā)動機的推力和發(fā)動機結(jié)構(gòu)重量之比mm發(fā)動機的結(jié)構(gòu)質(zhì)量F地面臺架上發(fā)動機最大工作狀態(tài)的推力物理意義：不僅體現(xiàn)渦輪噴氣發(fā)動機在熱力循環(huán)方面的設(shè)計質(zhì)量，而且也體現(xiàn)了發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。4)單位迎風(fēng)面積推力：發(fā)動機推力和發(fā)動機最大迎面截面積之比久FA物理意義：當(dāng)發(fā)動機被安裝在單獨的發(fā)動機短艙內(nèi)，迎風(fēng)面積的大小，在一定的飛行條件下，決定了發(fā)動機短艙的外部阻力的大小，也將影響發(fā)動機的有效推力。5)單位耗油率sfc:產(chǎn)生一個單位的推力每小時所消耗的燃料物理意義：它是某一飛行速度下的發(fā)動機的經(jīng)濟性指標(biāo)，只有在同一飛行速度條件下來比較兩個發(fā)動機的經(jīng)濟性能時，使用單位耗油率才是合理的。10.什么叫噴氣發(fā)動機的推重比？為什么說它是一個綜合性能指標(biāo)？推重比指發(fā)動機的推力和發(fā)動機結(jié)構(gòu)重量之比，它不僅體現(xiàn)渦輪噴氣發(fā)動機在熱力循環(huán)方面的設(shè)計質(zhì)量，而且也體現(xiàn)了發(fā)動機在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，也包括結(jié)構(gòu)材料及工藝水平11.說明渦輪噴氣發(fā)動機的主要部件及其功能。壓氣機：提高進(jìn)入發(fā)動機燃燒室的空氣壓力，并由渦輪來驅(qū)動。燃燒室：是燃料與從壓氣機出來的高壓空氣混合燃燒的場所。燃?xì)獾膭幽苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。以很大的氣流速度從噴管排出，產(chǎn)生反作用推力；二是通過調(diào)節(jié)噴管臨界截面大小來改變發(fā)動機的工作狀態(tài)。12.簡要說明噴氣發(fā)動機的工作特性。轉(zhuǎn)速升高，推力增大，單位耗油率下降，但是當(dāng)速度接近最大轉(zhuǎn)速時，耗油率又會略上升。可變噴口臨界截面的發(fā)動機，噴管臨界面積放大，則推力下降，單位耗油率一般下降或者變化不大。若壓氣機中間級在超音速階段內(nèi)推力增加較快，而當(dāng)馬赫數(shù)，推力又轉(zhuǎn)為下降，直到零。對于單位耗油率，在馬赫數(shù)增大的過程中一直呈上升的趨勢高度特性：在飛行高度在11km以下，高度越高，單位推力越大，耗油率下降，飛機推力下降；11Km以上時，單位推力和耗油率都不變，發(fā)動機推力隨高度增加繼續(xù)下降，而且下降更快。13.什么叫加力燃燒室？說明加力燃燒室應(yīng)用的場合加力燃燒室：在渦輪噴氣式發(fā)動機達(dá)到最大工作狀態(tài)下為繼續(xù)增大推力所加的額外的燃燒室。14.簡述渦輪噴氣發(fā)動機輔助系統(tǒng)時需要啟動系統(tǒng)，常用的啟動系統(tǒng)是直流電機和高壓啟動機。速和穩(wěn)定燃燒。15.試述噴氣發(fā)動機的基本工作狀態(tài)額定狀態(tài)：通常規(guī)定推力為最大推力的85%~90%時，為發(fā)動機的額定狀態(tài)。工作時間巡航狀態(tài)：通常規(guī)定推力為最大推力的65%~75%為巡航狀態(tài)。適宜長時間遠(yuǎn)距離航行轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速的20%~40%。規(guī)定連續(xù)工作時間不超過5分鐘。16.說明渦輪噴氣發(fā)動機熱力循環(huán)過程，并說明與活塞式航空發(fā)動機的熱力循環(huán)有何不同？渦輪噴氣發(fā)動機的熱力循環(huán)過程：加熱過程：此過程是在燃燒室部件中進(jìn)行膨脹過程：此過程在渦輪和噴管中進(jìn)行定壓放熱過程：此過程是在噴管外進(jìn)行，即在發(fā)動機體外完成渦輪噴氣發(fā)動機是一個開口的循環(huán)，發(fā)動機排出的燃?xì)獠辉賲⒓酉乱粋€循環(huán)，而活塞式發(fā)動機則是利用高溫高壓的燃?xì)怛?qū)動活塞往復(fù)直線運動，由曲軸輸出機械功。17.詳細(xì)敘述渦輪噴氣發(fā)動機的壓氣機分類及其特點，并說明目前主要采用何種壓氣機1)離心式壓氣機結(jié)構(gòu)簡單，性能比較穩(wěn)定，但是效率比較低，迎風(fēng)面大。一般應(yīng)用于巡航導(dǎo)彈，無人偵察機、靶機或者小型飛機上的動力裝置。使用較多的還是中小型直升機的動力裝置。2)軸流式壓氣機軸流式壓氣機處于設(shè)計狀態(tài)工作時，是最佳的狀態(tài)，在設(shè)計狀態(tài)或者接近設(shè)計狀態(tài)時，壓氣機的工作效率高，工作穩(wěn)定。18.渦輪噴氣發(fā)動機在什么條件下會發(fā)生喘振的發(fā)生？當(dāng)壓氣機中的氣流方向與工作葉輪的葉片剖面弧線方向嚴(yán)重時會損壞發(fā)動機部件。19.詳細(xì)說明渦輪噴氣發(fā)動機的燃燒室的主要組成及分類組成：燃油噴嘴、渦流器、火焰筒、燃燒室外套。2）環(huán)形燃燒室：環(huán)形燃燒室具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較輕、迎風(fēng)面積小及出口的壓力和溫度較均勻，但是檢查和維修不方便。3）聯(lián)管燃燒室：聯(lián)管燃燒室介于單管與環(huán)形燃燒室之間，因此兼顧了二者的優(yōu)缺點。20.詳細(xì)說明渦輪噴氣發(fā)動機的進(jìn)氣道類型1）進(jìn)氣道的位置擦阻力大。隨著機上電子設(shè)備的增加，機頭位置要安裝雷達(dá)設(shè)備，也為改善駕駛員的視線，要b）翼根進(jìn)氣：這種進(jìn)氣方式使氣流道內(nèi)多次拐彎且流經(jīng)距離長，會形成較厚附面層或出現(xiàn)氣流分離，使損失增加，雖然氣流多次拐彎會有利于減少對雷達(dá)波的反射，但更主要及壓氣機進(jìn)口氣流流場不均勻性。c）兩側(cè)進(jìn)氣：優(yōu)缺點與翼根進(jìn)氣形式相似。2）進(jìn)氣道的形狀亞音速進(jìn)氣道：通道形狀為擴散形狀，進(jìn)氣道在亞音速飛行時性能好。超音速進(jìn)氣道：分為外壓式超音速進(jìn)氣道，內(nèi)壓式超音速進(jìn)氣道和混合式超音速進(jìn)21.試述進(jìn)氣道的主要性能參數(shù)總壓恢復(fù)系數(shù)i:評價空氣在進(jìn)氣道內(nèi)壓縮式與供給發(fā)動機時的損失流量系數(shù)i:評價進(jìn)氣道的流通能力，即由通過進(jìn)氣道的實際空氣流量與可能最大的空氣流量之比。外阻系數(shù)Cxi:評價進(jìn)氣道的外部阻力C2Amax進(jìn)氣道最大橫截面積,0未擾動的密度和速度進(jìn)氣道出口的氣流不均勻性和非定常性。22.試述壓氣機的增壓比和壓氣機效率的物理意義23.說明渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機工作原理24.渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機與渦輪噴氣發(fā)動機的工作原理及性能有何不同工作原理，渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機是一共機慢，但是流量與速度的積則要比原來的渦輪噴氣發(fā)動機大得多。25.什么叫涵道比？是否所有的飛機發(fā)動機都追求高涵道比？外涵流量與內(nèi)涵道流量的比為涵道比，只有民航機追求高涵道比，而軍用飛機不追求。26.涵道比大小由哪些因素確定涵道比取決于渦輪前燃?xì)鉁囟群惋w行的速度27.渦輪風(fēng)扇噴氣式發(fā)動機的三高是指什么？哪類飛機追求三高三高指的是：高涵道比、高渦輪前溫度、高增壓比，民航客機追求三高28.渦輪風(fēng)扇加力噴氣發(fā)動機應(yīng)用在哪類飛機上一般29.渦輪螺旋槳發(fā)動機的工作原理有什么特點渦輪噴渦輪螺旋槳發(fā)動機綜合了渦輪噴氣發(fā)動機和飛行器前進(jìn)的動力就是由螺旋槳產(chǎn)生的拉力和由發(fā)動機噴管排出的燃?xì)猱a(chǎn)生的推力共產(chǎn)生的推力只占很少一部分，一般不會大于130.