一、活塞發(fā)動(dòng)機(jī)課件講解

黨委書記張連城2021年7月5日臨空經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)群教學(xué)資源庫(kù)臨空經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院北京經(jīng)濟(jì)管理職業(yè)學(xué)院臨空經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院民航概論臨空經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)群教學(xué)資源庫(kù)

項(xiàng)目二認(rèn)識(shí)飛機(jī)民航概論認(rèn)識(shí)飛機(jī)任務(wù)二

了解飛機(jī)的動(dòng)力裝置

動(dòng)力裝置是指為飛機(jī)飛行提供動(dòng)力的整個(gè)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、輔助動(dòng)力裝置及其他附件，其中最主要的是發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為飛機(jī)的心臟。世界三大航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商：通用、普惠（Pratt&WhitneyGroupP&W普惠）、羅爾斯.羅伊斯（Rolls—Royce）

自從飛機(jī)問世以來的幾十年中，發(fā)動(dòng)機(jī)得到了迅速的發(fā)展:早期的低速飛機(jī)上使用的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)可以推動(dòng)飛機(jī)以超音速飛行的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)載火箭上可以在外太空工作的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷史發(fā)動(dòng)機(jī)的分類航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)一、活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)主要由氣缸、移動(dòng)活塞、連桿、曲軸、進(jìn)排氣門、螺旋槳減速器、機(jī)匣等組成。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)基本組成活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)原理活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)大多是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，即一個(gè)氣缸完成一個(gè)工作循環(huán)，活塞在氣缸內(nèi)要經(jīng)過四個(gè)沖程，依次是進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。進(jìn)氣過程中，活塞下移，進(jìn)氣門打開，油氣混合氣吸入汽缸；接著活塞上移，進(jìn)氣門關(guān)閉，壓縮氣體；在壓縮行程末期，電咀跳電火花點(diǎn)火，混合氣很快燃燒，開始膨脹行程，推動(dòng)活塞向下移動(dòng)，從而通過連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，輸出功率。最后，在排氣行程中，活塞上移，排氣門打開，廢氣排出外界。工作原理活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)-工作原理航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)是利用汽油與空氣混合，在密閉的容器（氣缸）內(nèi)燃燒，膨脹作功的機(jī)械?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)必須帶動(dòng)螺旋槳，由螺旋槳產(chǎn)生推（拉）力。所以，作為飛機(jī)的動(dòng)力裝置時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳是不能分割的。常見的星形發(fā)動(dòng)機(jī)有5個(gè)、7個(gè)、9個(gè)、14個(gè)、18個(gè)或24個(gè)氣缸不等。在單缸容積相同的情況下，氣缸數(shù)目越多發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大。氣缸安排形式螺旋槳

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)不能單獨(dú)驅(qū)動(dòng)飛機(jī)，它必須驅(qū)動(dòng)螺旋槳使其相對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生拉力從而使飛機(jī)運(yùn)動(dòng)。螺旋槳由葉片組成，葉片的橫斷面相當(dāng)于機(jī)翼的翼型，它相對(duì)于空氣運(yùn)動(dòng)時(shí)，把空氣向后排開，空氣的反作用力給它一個(gè)向前的拉力，從而推動(dòng)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：耗油低，經(jīng)濟(jì)性好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)簡(jiǎn)單，可靠性好適于低速小型飛機(jī)用途：小型飛機(jī)和輕型直升機(jī)二、空氣噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)

1.噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的原理噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力依靠?jī)?nèi)部氣體的排出與外部介質(zhì)基本無關(guān)螺旋槳的推力外部介質(zhì)（空氣）產(chǎn)生推力螺旋槳推進(jìn)和噴氣推進(jìn)2.噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的組成發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件功用如下：進(jìn)氣道：恢復(fù)盡可能多的自由氣流的總壓，以最小的紊流輸送空氣到壓氣機(jī)并保持飛機(jī)阻力最小。壓氣機(jī)：通過旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣做功，壓縮空氣提高空氣的壓力。燃燒室：空氣和燃油混合、燃燒，將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，生成高溫燃?xì)?。渦輪：燃?xì)庠跍u輪內(nèi)膨脹做功，渦輪功驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和附件。噴管：燃?xì)馔ㄟ^噴管繼續(xù)膨脹，將燃?xì)庖砸欢ǖ乃俣群鸵蟮姆较蚺湃氪髿?，提供推力。壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪稱為：燃?xì)獍l(fā)生器。燃?xì)獍l(fā)生器是各種發(fā)動(dòng)機(jī)的核心。2.噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的組成（1）進(jìn)氣道

在各種狀態(tài)下,將足夠量的空氣,以最小的流動(dòng)損失,順利地引入壓氣機(jī),并在壓氣機(jī)進(jìn)口形成均勻的流場(chǎng)以避免壓氣機(jī)葉片的振動(dòng)和壓氣機(jī)失速.

（2）壓氣機(jī)

功能：對(duì)氣體進(jìn)行壓縮,提高空氣的壓力,為燃?xì)馀蛎涀鞴?chuàng)造條件。次要功能：供應(yīng)高壓引氣，冷卻熱部件；熱空氣用于防冰；引氣用于機(jī)艙增壓、空調(diào)、燃油系統(tǒng)。

工作原理（1）轉(zhuǎn)子由渦輪帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，空氣被連續(xù)不斷地吸入壓氣機(jī)；（2）旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的葉片使空氣加速，增加能量使壓力升高；（3）在隨后的靜子通道中減速（擴(kuò)壓）并將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力。（2）壓氣機(jī)

離心式壓氣機(jī)

軸流式壓氣機(jī)定義當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)嚴(yán)重偏離了設(shè)計(jì)值，氣流在葉片通道內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的氣流分離，引起氣流在壓氣機(jī)中忽斷忽續(xù)的、軸向的、周期性的，低頻高幅的振蕩現(xiàn)象。危害輕微的喘振對(duì)飛行安全不會(huì)有影響，但會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)壽命。 嚴(yán)重的喘振會(huì)使性能惡化、振壞、燒壞機(jī)件，引起發(fā)動(dòng)機(jī)熄火、停車，甚至直接使發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢，危及飛行安全。壓氣機(jī)喘振（3）燃燒室

將噴嘴供應(yīng)的燃油和壓氣機(jī)供應(yīng)的空氣混合燃燒釋放熱量，供給渦輪所需的均勻加熱的平穩(wěn)高溫高壓燃?xì)饬?。燃燒室的類型：多個(gè)單管燃燒室環(huán)管形燃燒室環(huán)形燃燒室環(huán)管形燃燒室

環(huán)形燃燒室

（4）渦輪

高溫高壓燃?xì)馀蛎?，將熱能轉(zhuǎn)換成渦輪的機(jī)械能，同時(shí)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和附件提供功率。

在渦輪螺旋槳和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)它還為螺旋槳和旋翼提供軸功率。（5）尾噴管

主要功用：使從渦輪流出的燃?xì)馀蛎?，加速，以一定的速度和要求的方向排入大氣，得到需要的推力?/p>

也可通過反推力裝置改變噴氣方向，產(chǎn)生反推力，縮短飛機(jī)的滑跑距離。反推

反推3.渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)-優(yōu)點(diǎn)和不足優(yōu)點(diǎn)：噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)重量輕、推力大，適用于高速飛行不足：耗油大（噴出氣體的速度和溫度）經(jīng)濟(jì)性差波音747-400飛機(jī)和協(xié)和式飛機(jī)3.噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的類型（1）渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

（1）與活塞發(fā)動(dòng)機(jī)相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，推力大，（2）推進(jìn)效率高，主要適用于超音速飛行（3）耗油率大，噪聲大渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)剖視示意圖（2）渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)

渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)組合了渦輪噴氣和渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。主要機(jī)件CFM56-7發(fā)動(dòng)機(jī)（2）渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)

當(dāng)空氣流經(jīng)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的前端風(fēng)扇后，分為兩個(gè)部分：一路是內(nèi)涵氣流，空氣繼續(xù)經(jīng)壓氣機(jī)壓縮，在燃燒室和燃油混合燃燒，燃?xì)饨?jīng)渦輪和噴管膨脹，燃?xì)庖愿咚購(gòu)奈矅娍谂懦?，產(chǎn)生推力；另一路是外涵氣流，流經(jīng)風(fēng)扇后的空氣直接通過管道排到機(jī)外（短外涵）或者一直流到尾噴口同內(nèi)涵氣流混合或分別排出（長(zhǎng)外涵）外涵道與內(nèi)涵道的流量之比，叫做涵道比，也叫流量比。ma大：涵道比越大，流量越大起飛、復(fù)飛推力大效率高，適合高亞音速（M=0.8-0.9）飛行噴氣噪音低，風(fēng)扇噪音大推力由內(nèi)涵和外涵共同產(chǎn)生，風(fēng)扇是產(chǎn)生正推力的主要部件。目前,民航運(yùn)輸機(jī)廣泛采用高涵道比的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，保證足夠的推力和良好的經(jīng)濟(jì)性。渦扇式發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)四、發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置a安裝在機(jī)翼上b吊裝在機(jī)翼下（翼吊布局）c安裝在機(jī)身尾部（尾吊布局）機(jī)身吊裝大翼吊裝翼下和機(jī)尾安裝五、輔助動(dòng)力裝置

機(jī)載輔助動(dòng)力裝置（APU）用于各類運(yùn)輸機(jī)上，是建立在一臺(tái)小型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上的，裝在飛機(jī)機(jī)身尾部?；谒?/p>