中國(guó)大學(xué)mooc《航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(北京航空航天大學(xué)) 》章節(jié)測(cè)試答案

title航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(北京航空航天大學(xué))中國(guó)大學(xué)mooc答案100分最新版content作業(yè)第一講航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)概述第一講課后作業(yè)1、燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是如何分類(lèi)的？各自的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍為何？

評(píng)分規(guī)則:燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)包括：燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)（或渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、WP）、燃?xì)鉁u輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)（或渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、WS）、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)（或渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)、WJ）、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)（或渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)、WZ）、槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)、地面/艦船/車(chē)輛用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。得分要求：滿(mǎn)分3分，答出5種及5種以上發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型，得3分；答出3~4種發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型，得2分；答出1~2種發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型，得1分；無(wú)作答，不得分。

特點(diǎn)及應(yīng)用范圍：渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：由高速排出的高溫燃?xì)猥@得推力，耗油率高。在高馬赫數(shù)飛行時(shí)效率較高。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)：具有內(nèi)外兩個(gè)涵道，經(jīng)過(guò)風(fēng)扇的部分氣體進(jìn)入外涵道不參與燃燒，與燃燒后的內(nèi)涵氣體混合后排出。耗油率較低，推力大，噪聲小，迎風(fēng)面積大。小涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是戰(zhàn)斗機(jī)的主要?jiǎng)恿?，大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是大型客機(jī)和軍用運(yùn)輸機(jī)的主要?jiǎng)恿?。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)：核心機(jī)燃?xì)庠谧杂蓽u輪中膨脹做功，通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)螺旋槳，大部分推力由螺旋槳產(chǎn)生。受到直徑較大的螺旋槳限制，飛行速度受限，多用于馬赫數(shù)0.5~0.7的飛機(jī)。其推進(jìn)效率高，耗油率低，目前多用于支線客機(jī)。渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)：基本與渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)相同，燃?xì)饽芰繋缀跬耆谧杂蓽u輪中膨脹，由渦輪輸出功率。多用于直升機(jī)。槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)：可大幅降低燃油消耗率，提高效率；但槳扇產(chǎn)生噪音對(duì)飛機(jī)客艙影響很大，需發(fā)展降噪技術(shù)?？捎糜诿裼每蜋C(jī)、運(yùn)輸機(jī)。得分要求：滿(mǎn)分2分，不要求完全一致，意思對(duì)即可；答出3種或3種以上類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)、應(yīng)用范圍，得2分；答出1~2種類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)、應(yīng)用范圍，得1分；無(wú)作答，不得分。

2、高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程為何？其具有什么技術(shù)特點(diǎn)？

評(píng)分規(guī)則:發(fā)展歷程：20世紀(jì)60年代早期渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比小——220世紀(jì)70年代后期，發(fā)展了高涵道比（6左右）的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。20世紀(jì)80年代發(fā)展了高涵道比（8左右）的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。20世紀(jì)90年代發(fā)展了高可靠性高涵道比（8左右）渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。21世紀(jì)初，發(fā)展了低排放、低噪聲的潔靜渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，采取了高的循環(huán)參數(shù)（涵道比為10～11，總壓比為40～50，高渦輪前溫度1650K）。得分要求：滿(mǎn)分3分，不要求完全一致，意思對(duì)即可。正確答出其中4~5條，得3分；正確答出2~3條，得2分；正確答出1條，得1分；無(wú)作答或答題完全錯(cuò)誤，得0分。

技術(shù)特點(diǎn)：具有“三高”參數(shù)，高涵道比（5～8）、高總壓比（25左右）和高渦輪前燃?xì)鉁囟龋?600k～1650k）研究高性能的核心機(jī)，通過(guò)不斷地改進(jìn)低壓系統(tǒng)系列化衍生，一個(gè)核心機(jī)可以發(fā)展覆蓋推力范圍很大的發(fā)動(dòng)機(jī)系列得分要求：滿(mǎn)分2分，不要求完全一致，意思正確即可。對(duì)于第一條，答出“三高”中任意一個(gè)即可得分，若有其他答案，經(jīng)老師認(rèn)可后亦可得分。答出2條，得2分；答出1條，得1分；答錯(cuò)或無(wú)作答，得0分。第一講航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)概述單元測(cè)試（一）1、目前先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)（如殲20）所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型為：。答案:小涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)2、以下選項(xiàng)中，不屬于高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)“三高”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的是：。答案:高工作轉(zhuǎn)速3、普惠公司最新研發(fā)的PW1000G發(fā)動(dòng)機(jī)為GTF發(fā)動(dòng)機(jī)，請(qǐng)問(wèn)GTF是指以下哪種發(fā)動(dòng)機(jī)？答案:齒輪傳動(dòng)風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)4、以下部件，不屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)的是。答案:尾噴管5、風(fēng)扇葉片丟失試驗(yàn)屬于哪種試驗(yàn)類(lèi)型？答案:安全性試驗(yàn)6、下圖中，指向高壓壓氣機(jī)的標(biāo)號(hào)是：答案:37、高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)采用大直徑風(fēng)扇，主要目的是：。答案:加大流量，提高推力8、以下技術(shù)參數(shù)中，不屬于渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)參數(shù)的是：。答案:推力9、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主安裝節(jié)只承受軸向（推力方向）載荷。答案:錯(cuò)誤10、壓氣機(jī)除采用軸流式、離心式和斜流式等結(jié)構(gòu)形式外，還可以采用軸流+離心等組合式壓氣機(jī)。答案:正確11、為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)超音速巡航，要求其發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力大。答案:錯(cuò)誤12、渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)排出高速燃?xì)猱a(chǎn)生推力。答案:錯(cuò)誤13、在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，同一個(gè)承力框架可能同時(shí)支承多個(gè)軸承。答案:正確14、渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是上世紀(jì)四五十年代的技術(shù)，屬于落后技術(shù)，現(xiàn)代先進(jìn)飛行器不會(huì)使用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。答案:錯(cuò)誤15、高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)直徑尺寸大，小涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)直徑尺寸小，二者不可能使用同一種核心機(jī)。答案:錯(cuò)誤16、下圖所示飛行器所使用發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型為渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。答案:正確作業(yè)第二講風(fēng)扇-壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二講課后作業(yè)1、高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)（V2500）根據(jù)附圖回答下列問(wèn)題1）該發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于防止外來(lái)物打傷采取了什么措施？（2分）2）風(fēng)扇靜子結(jié)構(gòu)由哪幾部分構(gòu)成？各具有什么功用？（3分）

評(píng)分規(guī)則:1）該發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于防止外來(lái)物打傷采取了什么措施？防止外來(lái)物打傷采取的措施：風(fēng)扇采用鈦合金材料的小展弦比（寬弦）葉片，圓錐形的進(jìn)氣錐形狀設(shè)計(jì)，加大風(fēng)扇葉片與內(nèi)外涵道分流環(huán)的軸向距離等。得分要求：滿(mǎn)分2分，3個(gè)關(guān)鍵詞“小展弦比（寬弦）葉片”、“進(jìn)氣錐形狀”、“分流環(huán)軸向距離”答出2個(gè)得2分；答出1個(gè)，得1分；無(wú)作答，不得分。

2）風(fēng)扇靜子結(jié)構(gòu)由哪幾部分構(gòu)成？各具有什么功用？風(fēng)扇靜子結(jié)構(gòu)包括：（中介機(jī)匣）承力框架、出口導(dǎo)向葉片、包容環(huán)、犧牲襯套、風(fēng)扇機(jī)匣等；結(jié)構(gòu)功用：（中介機(jī)匣）承力框架：支承風(fēng)扇轉(zhuǎn)子；出口導(dǎo)向葉片：對(duì)氣流擴(kuò)壓整流，產(chǎn)生推力；包容環(huán)：防止葉片飛出，對(duì)機(jī)匣安全設(shè)計(jì)；吸聲襯套：降低空氣噪聲。風(fēng)扇機(jī)匣：固定靜子葉片、形成氣流通道、控制空氣流量、提高空氣壓力。得分要求：滿(mǎn)分3分，每一種結(jié)構(gòu)+功用1分，答出任意三個(gè)即可得滿(mǎn)分，僅答出結(jié)構(gòu)無(wú)功用扣1分。2、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用的結(jié)構(gòu)形式有哪三種，各自的特點(diǎn)是什么？（3分）2）高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子在設(shè)計(jì)中常采用何種結(jié)構(gòu)？（1分）3）何為“恰當(dāng)半徑”？（1分）

評(píng)分規(guī)則:1）航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用的結(jié)構(gòu)形式有哪三種，各自的特點(diǎn)是什么？鼓式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子上的主要負(fù)荷由鼔筒承受和傳遞。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，零件數(shù)目小，加工方便，并有較高的抗彎剛性，但強(qiáng)度較差。盤(pán)式轉(zhuǎn)子：扭矩通過(guò)軸傳給輪盤(pán)，再由輪盤(pán)傳給在輪緣上的轉(zhuǎn)子葉片。輪盤(pán)承載能力強(qiáng)，適應(yīng)大負(fù)荷轉(zhuǎn)子；由于輪盤(pán)厚度有限，一般盤(pán)軸連接時(shí)的彎曲剛性較差，易產(chǎn)生振動(dòng)；盤(pán)式轉(zhuǎn)子常用于風(fēng)扇或渦輪結(jié)構(gòu)。盤(pán)鼓混合式轉(zhuǎn)子：鼓筒和輪緣傳遞扭矩，輪盤(pán)承受葉片和輪盤(pán)所產(chǎn)生的離心載荷。兼有鼓式轉(zhuǎn)子抗彎剛性好及盤(pán)式轉(zhuǎn)子強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。得分要求：滿(mǎn)分3分，完整答出三種形式及特點(diǎn)得3分，少答一項(xiàng)或一項(xiàng)中的答案不完整扣1分。

2）高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子在設(shè)計(jì)中常采用何種結(jié)構(gòu)？盤(pán)鼓混合式轉(zhuǎn)子。得分要求：滿(mǎn)分1分，要求與答案完全相符。

3）何為“恰當(dāng)半徑”？恰當(dāng)半徑針對(duì)盤(pán)鼓混合式轉(zhuǎn)子，是指在輪盤(pán)的一個(gè)徑向位置處，盤(pán)的徑向變形與鼓的徑向變形相同，也就是說(shuō)在這里盤(pán)-鼓之間徑向變形是協(xié)調(diào)的，相互之間沒(méi)有附加的力作用，這個(gè)徑向尺寸稱(chēng)為恰當(dāng)半徑。得分要求：滿(mǎn)分1分，不要求完全一致，意思正確即可。作業(yè)第三講渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三講課后作業(yè)1、根據(jù)第一題圖所示GE90發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，回答下列問(wèn)題。1）試說(shuō)明高壓渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。（3分）2）在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是如何保證盤(pán)盤(pán)、盤(pán)軸連接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和部件長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)要求的。（2分）

評(píng)分規(guī)則:1）試說(shuō)明高壓渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：高壓渦輪軸采用大鼓筒軸，與第一級(jí)高壓渦輪盤(pán)焊接。篦齒盤(pán)采用止口與兩級(jí)渦輪盤(pán)連接，提高渦輪轉(zhuǎn)子的剛性。后軸頸與第二級(jí)高壓渦輪盤(pán)焊接成一體，采用止口和套齒的結(jié)構(gòu)形式將輪盤(pán)與軸連接成一體。得分要求：滿(mǎn)分2分，不要求完全一致，意思對(duì)即可，只要有“輪盤(pán)-軸頸連接為焊接，輪盤(pán)與軸套齒連接”的相關(guān)表述即可得分。支承結(jié)構(gòu)：采用高低壓渦輪級(jí)間承力框架。得分要求：滿(mǎn)分1分，不要求完全一致，意思對(duì)即可。

2）在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是如何保證盤(pán)盤(pán)、盤(pán)軸連接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和部件長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)要求的。高壓渦輪盤(pán)上沒(méi)有打孔連接，而是采用與渦輪軸和軸頸焊接的連接形式，以防止打孔造成的應(yīng)力集中。兩渦輪盤(pán)間的篦齒封嚴(yán)盤(pán)與渦輪盤(pán)止口連接，形成環(huán)腔結(jié)構(gòu)，提高了渦輪轉(zhuǎn)子的剛性。在渦輪后軸頸上開(kāi)冷卻孔，減少熱向軸承傳遞。得分要求：滿(mǎn)分2分，不要求完全一致，意思對(duì)即可。3個(gè)關(guān)鍵詞“盤(pán)軸焊接、環(huán)腔結(jié)構(gòu)、冷卻”答出2個(gè)得2分，答出1個(gè)得1分，無(wú)作答不得分。2、第二題：根據(jù)渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)回答下列問(wèn)題。1）在帶冠渦輪葉片設(shè)計(jì)中，葉冠的主要作用是什么？（3分）2）高壓渦輪葉片一般不采用帶冠（除羅·羅公司外）的主要原因是什么？（2分）

評(píng)分規(guī)則:1）在帶冠渦輪葉片設(shè)計(jì)中，葉冠的主要作用是什么？葉冠的主要作用：減少葉片葉尖的二次流動(dòng)損失（氣動(dòng)），增加葉片整體剛度（強(qiáng)度），為葉片振動(dòng)提供干摩擦阻尼（振動(dòng)），但是同時(shí)也增加了葉片根部的離心負(fù)荷。（詳細(xì)解釋?zhuān)簻p小葉片尖部由葉盆向葉背的漏氣，降低二次損失，提高渦輪效率；相鄰葉片的葉冠抵緊后可以減小葉片的扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形，增強(qiáng)葉片的剛性，提高葉片的振動(dòng)頻率；當(dāng)葉片產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，相鄰葉冠間產(chǎn)生摩擦可以吸收振動(dòng)能量，起到減振作用。）得分要求：滿(mǎn)分3分，不要求完全一致，3個(gè)關(guān)鍵詞“減少二次流動(dòng)損失、增加葉片剛度、提供阻尼”缺少一個(gè)扣1分。

2）高壓渦輪葉片一般不采用帶冠（除羅·羅公司外）的主要原因是什么？高壓渦輪葉片一般不采用帶冠主要原因：葉片帶冠對(duì)氣動(dòng)性能和阻尼減振都是有好處的，但是由于高壓渦輪葉片所承受的離心負(fù)荷和熱負(fù)荷已經(jīng)很高，幾乎接近材料的使用極限，如果再在葉片葉尖處加裝葉冠，勢(shì)必會(huì)給葉片根部的強(qiáng)度帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)，所以一般高壓渦輪上很少帶冠。得分要求：滿(mǎn)分2分，不要求完全一致，意思對(duì)即可。作業(yè)第四講燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四講課后作業(yè)1、參照下面CFM56-7發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試說(shuō)明燃燒室主要組成部件及其基本功能。

評(píng)分規(guī)則:參考答案：擴(kuò)壓器：降低從壓氣機(jī)流出的氣流速度，以利于組織燃燒。燃油噴嘴：將燃油霧化（或汽化），加速混合氣的形成，保證穩(wěn)定燃燒和提高燃燒效率。燃燒室外殼體：形成燃燒室的外側(cè)氣流通道，并且起到支承作用。渦流器：使高溫燃?xì)庠诨鹧嫱差^部產(chǎn)生低速回流區(qū)，穩(wěn)定火焰，使空氣與燃油能很好地?fù)交?，點(diǎn)燃后續(xù)混合氣體，提高燃燒效率?；鹧嫱玻簩⒁?、二股氣流分開(kāi)，在火焰筒內(nèi)形成不同的功能區(qū)，利于組織燃燒。燃燒室內(nèi)殼體：形成燃燒室的內(nèi)側(cè)氣流通道，并且起到支承作用。得分要求：每個(gè)組成部件1分，答對(duì)5個(gè)即可得5分；基本功能意思對(duì)即可，若功能有誤或未作答，則在得分基礎(chǔ)上扣1分。2、參照燃油噴嘴工作原理示意圖，試說(shuō)明：1）燃油氣動(dòng)噴嘴的基本工作原理。（3分）2）在使用中與離心噴嘴的不同之處。（2分）

評(píng)分規(guī)則:工作原理：燃油經(jīng)過(guò)噴嘴噴出，在噴口的內(nèi)外二股高速氣流的作用下，將流入的燃油剪切碎裂成與空氣充分摻混的油霧，并進(jìn)入火焰筒頭部進(jìn)行燃燒。得分要求：不要求完全一致，意思相符即可。要點(diǎn)：“內(nèi)外兩股空氣”、“剪碎”、“與空氣摻混”

與離心噴嘴的不同之處：離心噴嘴是利用渦流器，使燃油在渦流室中高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生較大切線速度，在離心力作用下將燃油霧化散開(kāi)成許多微小油珠，霧化效果與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。氣動(dòng)噴嘴是利用內(nèi)外二股高速氣流作用下，形成與空氣充分摻混的油霧。得分要求：不要求完全一致，意思相符即可。要點(diǎn)在于，離心噴嘴是利用自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力作用；氣動(dòng)噴嘴是利用空氣的剪切。第四講燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單元測(cè)試（二）1、下圖所示壓氣機(jī)類(lèi)型為：。答案:軸流+離心組合式壓氣機(jī)2、壓氣機(jī)設(shè)計(jì)中所采用的氣流通道形式中，不包括：。答案:等直徑設(shè)計(jì)3、下圖所示壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)類(lèi)型為：。答案:鼓式轉(zhuǎn)子4、下列選項(xiàng)