《航發(fā)原理總結(jié)》課件

航發(fā)原理總結(jié)本課件將深入淺出地介紹航空發(fā)動機的工作原理，涵蓋熱力學循環(huán)、氣動特性、結(jié)構(gòu)組成、性能指標等方面。課程大綱課程安排課程時間安排，章節(jié)內(nèi)容概述主要內(nèi)容詳細講解航空發(fā)動機基本原理教學目標了解航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)與工作原理第一章緒論緒論是航空發(fā)動機原理的開端。它將介紹航空發(fā)動機的基本概念、分類、發(fā)展歷史和工作原理，為后續(xù)章節(jié)的深入學習奠定基礎。1.1航空發(fā)動機分類按工作循環(huán)航空發(fā)動機按工作循環(huán)可以分為:活塞式發(fā)動機，渦輪噴氣發(fā)動機，渦輪風扇發(fā)動機，渦輪螺旋槳發(fā)動機和火箭發(fā)動機。按用途航空發(fā)動機按用途可以分為:民用航空發(fā)動機，軍用航空發(fā)動機，通用航空發(fā)動機和無人機發(fā)動機。按動力裝置航空發(fā)動機按動力裝置可以分為:單軸發(fā)動機，雙軸發(fā)動機，三軸發(fā)動機和四軸發(fā)動機。按推進方式航空發(fā)動機按推進方式可以分為:螺旋槳推進，噴氣推進和火箭推進。1.2航空發(fā)動機發(fā)展歷程早期活塞式發(fā)動機航空發(fā)動機從活塞式發(fā)動機起步，這類發(fā)動機體積大、重量重、效率低，但結(jié)構(gòu)簡單，應用范圍廣泛。噴氣式發(fā)動機二戰(zhàn)期間，噴氣式發(fā)動機技術出現(xiàn)，大大提高了飛機的性能，推動了航空工業(yè)的發(fā)展。渦輪風扇發(fā)動機渦輪風扇發(fā)動機在噴氣式發(fā)動機基礎上發(fā)展而來，具有更高的效率和更低的噪音?，F(xiàn)代航空發(fā)動機現(xiàn)代航空發(fā)動機涵蓋了多種類型，包括渦輪風扇、渦輪螺旋槳、渦輪軸等，并不斷追求更高效、更輕便、更環(huán)保的性能。1.3航空發(fā)動機工作原理航空發(fā)動機利用燃氣膨脹做功，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，進而推動飛機飛行。主要工作原理是吸入空氣，壓縮空氣，將燃料噴入燃燒室燃燒，產(chǎn)生高溫高壓燃氣，推動渦輪旋轉(zhuǎn)，最終通過噴口排出燃氣產(chǎn)生推力。第二章噴氣發(fā)動機概述噴氣發(fā)動機作為航空器推進系統(tǒng)的重要組成部分，其工作原理和結(jié)構(gòu)對航空器性能起著至關重要的作用。本章將深入介紹噴氣發(fā)動機的基本概念、工作原理和主要結(jié)構(gòu)，為后續(xù)章節(jié)深入理解航空發(fā)動機原理打下基礎。2.1噴氣發(fā)動機工作原理噴氣發(fā)動機是一種將熱能轉(zhuǎn)換為機械能，并最終轉(zhuǎn)化為推力的裝置。其工作原理是通過燃燒燃料產(chǎn)生高溫高壓氣體，并將這些氣體從噴口高速噴出，從而產(chǎn)生推力，推動飛機前進。噴氣發(fā)動機主要包括進氣道、壓縮機、燃燒室、渦輪和尾噴管等部件，每個部件都起著重要的作用。2.2噴氣發(fā)動機構(gòu)造核心部件噴氣發(fā)動機由核心機、進氣道、燃燒室、渦輪等組成。機匣機匣是發(fā)動機外殼，保護內(nèi)部部件，提供安裝點。推力矢量控制推力矢量控制系統(tǒng)可改變噴氣方向，提高飛機機動性。2.3噴氣發(fā)動機主要部件11.進氣系統(tǒng)空氣進入發(fā)動機，經(jīng)過進氣道、壓縮機進行壓縮，為燃燒提供氧氣。22.燃燒系統(tǒng)燃料與壓縮空氣混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓燃氣，推動渦輪轉(zhuǎn)動。33.渦輪系統(tǒng)高溫燃氣推動渦輪，為壓縮機提供動力，并帶動風扇旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力。44.排氣系統(tǒng)燃氣經(jīng)過渦輪后，從尾噴管排出，產(chǎn)生推力，推動飛機前進。第三章進氣系統(tǒng)進氣系統(tǒng)是航空發(fā)動機的重要組成部分，負責將空氣吸入發(fā)動機并將其送往壓縮機。該系統(tǒng)包括進氣道、增壓裝置和壓縮機等部分。3.1進氣道功能進氣道將空氣引導到壓縮機，并對氣流進行預處理，提高壓縮效率。結(jié)構(gòu)進氣道通常由外殼、擴散段、收縮段、擴散段組成。擴散段減速氣流，收縮段加速氣流。類型進氣道類型多種多樣，例如固定式進氣道、可調(diào)進氣道、超聲速進氣道等，根據(jù)飛行速度和性能要求選擇。3.2增壓裝置增壓裝置增壓裝置的主要作用是提高發(fā)動機進氣量，增大進氣密度，從而提高發(fā)動機的功率。增壓裝置是航空發(fā)動機的重要組成部分，它通過壓縮空氣來提高進氣密度，從而提高發(fā)動機的功率和性能。增壓裝置主要有機械增壓器和渦輪增壓器兩種類型。機械增壓器利用機械傳動來壓縮空氣，而渦輪增壓器則利用發(fā)動機排氣能量來驅(qū)動渦輪，從而帶動壓縮機壓縮空氣。3.3壓縮機壓縮機葉片壓縮機葉片設計復雜，用于將空氣壓縮，提高空氣密度和壓力。軸流式壓縮機軸流式壓縮機將空氣沿軸向推動，特點是體積小，重量輕，效率高。離心式壓縮機離心式壓縮機將空氣沿徑向推動，特點是結(jié)構(gòu)簡單，流量大，適用于低速飛行。第四章燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)是航空發(fā)動機的心臟，負責將燃料和空氣混合并燃燒，產(chǎn)生熱量推動渦輪旋轉(zhuǎn)，最終轉(zhuǎn)化為推力。4.1燃料噴射系統(tǒng)噴油嘴燃料噴射系統(tǒng)負責將燃料精確地噴入燃燒室。燃油泵燃油泵將燃油從油箱輸送到噴油嘴。燃油過濾器燃油過濾器過濾掉燃油中的雜質(zhì)，確保燃燒效率。燃油控制單元燃油控制單元控制噴油量和噴油時機，優(yōu)化燃燒過程。4.2燃燒室燃燒室是航空發(fā)動機核心部件之一，負責將燃料與空氣混合并燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃氣。燃燒室設計主要考慮燃燒效率、穩(wěn)定性和排放等因素。燃燒室內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，通常包含噴嘴、火焰穩(wěn)定器和燃燒室壁等組件。噴嘴負責將燃料噴入燃燒室，火焰穩(wěn)定器保證火焰穩(wěn)定燃燒，燃燒室壁則負責將熱量傳遞到渦輪，并防止高溫燃氣泄漏。4.3著火及燃燒過程1燃料與空氣混合噴入燃燒室的燃料與壓縮后的空氣混合2點火點火系統(tǒng)產(chǎn)生火花點燃混合氣3燃燒火焰迅速傳播，釋放熱量4燃燒持續(xù)持續(xù)燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體燃燒過程是航發(fā)核心，為渦輪提供能量。第五章渦輪系統(tǒng)渦輪是航空發(fā)動機中重要的部件之一，它負責將燃燒室的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動壓縮機和風扇。5.1渦輪11.結(jié)構(gòu)渦輪是由一系列葉片組成，葉片固定在轉(zhuǎn)子輪轂上，轉(zhuǎn)子輪轂連接到發(fā)動機軸上。22.功能渦輪利用高溫高壓燃氣推動葉片旋轉(zhuǎn)，將燃氣的能量轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動壓縮機。33.類型根據(jù)葉片形狀、排列方式和工作原理，渦輪可分為軸流式渦輪、徑流式渦輪和混合式渦輪。44.設計渦輪設計需要考慮氣流速度、溫度、壓力等因素，以實現(xiàn)最佳效率和耐久性。5.2渦輪工作原理1高溫燃氣高溫燃氣從燃燒室流入渦輪，推動渦輪葉片旋轉(zhuǎn)。2能量傳遞高溫燃氣推動渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能。3驅(qū)動壓縮機渦輪輸出的機械能用于驅(qū)動壓縮機，為燃燒室提供高壓空氣。5.3渦輪溫度及效率渦輪工作溫度是影響其效率和壽命的關鍵因素。渦輪葉片承受高溫燃氣沖擊，材料性能直接影響渦輪效率。1300攝氏度現(xiàn)代航空發(fā)動機渦輪入口溫度可達1300攝氏度。80%效率高工作溫度下，渦輪效率可達80%。1000小時先進的材料和冷卻技術可確保渦輪葉片在高溫下工作1000小時以上。第六章排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)是航空發(fā)動機的重要組成部分，它負責將燃燒后的高溫高壓燃氣排出發(fā)動機，產(chǎn)生推力，并實現(xiàn)發(fā)動機性能的調(diào)節(jié)。6.1尾噴管噴氣發(fā)動機的重要組成部分尾噴管是噴氣發(fā)動機的重要組成部分，它將燃燒室產(chǎn)生的高溫高壓燃氣加速噴出，產(chǎn)生推力。多種類型根據(jù)不同的功能和設計，尾噴管可以分為多種類型，例如收斂噴管、收斂-擴張噴管等。影響發(fā)動機性能尾噴管的設計對發(fā)動機的性能有重要影響，例如推力、燃油效率、噪聲等。重要部件尾噴管通常由噴管主體、噴口、擴張段等部件組成。6.2推力及發(fā)動機性能推力是發(fā)動機性能的重要指標，反映了發(fā)動機對飛機的加速能力。它由發(fā)動機排氣速度、質(zhì)量流量和進氣速度共同決定。發(fā)動機性能還包括燃油效率、推重比、工作壽命等?？偨Y(jié)與展望未來發(fā)展航空發(fā)動機技術不斷發(fā)展，未來將更加注重節(jié)能環(huán)保和高性能。科研方向未來研究重點包括高推重比發(fā)動機、智能化控制系統(tǒng)和新材料應用。應用