航空发动机(第六组)

1、航空核心航空核心 之之 航空航空发动机发动机 发动机分类： 1、涡轮风扇发动机：属于喷气式发动机的一种，是从涡轮喷 气发动机发展而来的，比涡轮喷气发动机省油。现在绝大多数 军用和民用的飞机都在使用。就是民航客机最常见的发动机。 2、涡轮喷气发动机：最早期的喷气发动机。 3、涡轮螺旋桨发动机：也是从涡轮喷气发动机发展而来的， 喷气的能量不直接推动飞机，而是用来驱动螺旋桨，拉动飞机 前进。 4、活塞螺旋桨发动机：也就是二战以前老式飞机的发动 机，依靠活塞通过曲轴带动螺旋桨旋转。 航空发动机（aero-engine），是一种高度复杂和精密的热力 机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心

2、脏，被誉为“工业之花”，它直接影响飞机的性能、可靠性 及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。 目前，世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美 国、俄罗斯、英国、法国、中国等少数几个国家，技术门槛 很高。 航空发动机：航空发动机： 航空发动机在航空运营中所起的作用是巨大的，其地位仅次 于飞机机型，而且发动机的研发是航空技术中最具难度的， 如果航空是工业皇冠的话，发动机就是皇冠上的明珠。一个 国家发动机水平体现该国的航空技术水平，世界上很多国家 都能造飞机，但全球客机发动机却都被英美的三家公司垄断。 航空发动机对航空运营的安全性、经济性影响巨大，油耗影 响公司盈利能力，可靠性决

3、定出勤率和事故发生概率，直接 影响公司的声誉，甚至决定公司的生存与发展。 飞机发动机是“工业之花“涉及理论最艰深 工艺最复杂，一般研制一 款要20-30年 不管你是多么先进的国家 一个航空发动机的压气机叶片有的 只有很小的质量却要承受几吨的离心力 还有高压的燃气流冲刷 你说那工 作环境多恶劣 里面一般都是蜂窝状的 就是为了散热，这都是要靠成熟的 理论和复杂的工艺程序 不是那么简单航空发动机为航空器提供飞行所需 动力的发动机。发动机研究和发展工作的特点是技术难度大、耗资多、周 期长，发动机对飞机的性能以及飞机研制的成败和进度有着决定性的影响， 而且发动机技术具有良好的军民两用特性，对国防和国民经

4、济有重要意义。 发动机研究和发展工作的特点是技术难度大、耗资多、周期长，发动机对 飞机的性能以及飞机研制的成 败和进度有着决定性的影响，而且发动机 技术具有良好的军民两用特性，对国防和国民经济有重要意义。因此，世 界上几个能独立研制先进航空发动机的国家无不将优先发展航空发动机作 为国策，将发动机技术列为国家和国防关键技术，给予大量的投资，保证 发动机相对独立地领先发展，并严格禁止关键技术出口。一些航空发动机 后起工业国家也已制订了重大的技术发展计划，试图建立独立研制或参与 国际合作研制先进航空发动机的能力。 飞机发动机主要技术：飞机发动机主要技术： 现代航空发动机主要有两种类型：“活塞式发动机

5、”和“喷气式发动 机”。低速、小型、短程飞机常用“活塞式发动机”；高速、大(中)型、 远(中)程飞机常用“喷气式发动机”。无论哪种型式，当作为航空发动机 时，其基本要求均可归结如下： 一、功率重量比大设计飞机的任何部件，都应在满足使用要求的前提下， 尽量减轻其重量。对发动机来说，就是要保证足够大的功率而自重又很轻。 衡量发动机功率大、重量轻的标准是“功率重量比”。即发动机所发出的 功率与发动机重量之比值。“功率重量比”越大，表示在有相同功率的情 况下，发动机越轻。功率重量比的单位，对活塞发动机来说，是“马力 公斤”；对喷气式发动机来说，是推力/重量（牛顿），无单位。 二、燃油消耗量小发动机是否

6、省油，是飞机使用的重要经济指标。评定发 动机的经济性，常用“燃油消耗率”作标准。“燃油消耗率”是指单位功 率(一牛顿或一马力)在一小时内所消耗油料的重量。燃油消耗率越小，说 明发动机越省油。三、迎风面积小航空发动机应在保证功率不减小的前提 下，力求体积较小。体积小，可以使发动机占据的空间小，有利于飞机装 载人员、货物、设备。在体积尺寸中，应力求减小“迎风面积”，以减小 空气阻力。 四、工作安全可靠、寿命长飞机在空中飞行的安全，是由各组成部分可靠工作 来保证的。要维持飞行，发动机就必须始终处于可靠状态。所以，发动机的可 靠性是十分重要的。为了保证发动机工作安全可靠，必须精心设计、选用合适 材料、

7、严格工艺规程。并在发动机组装完成后，进行试车一一在试车台上 模拟各种高度条件。在装上飞机之后，还要进行试车。只有当确定各项规定指 标都符合要求时，飞机才能飞行。为了保证飞机随时处于可靠状态，在整个使 用过程中，还要定期对发动机进行检查和维修。在保证发动机可靠性的前提下， 要求发动机的“寿命长”。这是发动机经济性的另一项指标。寿命长，可以降 低使用成本、节约原材料。发动机的寿命分两种：“翻修寿命”和“使用寿 命”。“翻修寿命”是指两次“翻修”之间或新发动机开始使用至第一次翻修 之间的使用(实际工作)时间，单位是“小时”。“使用寿命”是指全新发动机 由开始使用到报废的使用(实际工作)时间，单位也是

8、“小时”。由于设计、材 料、工艺、使用条件不同，各发动机的“寿命”都不相同。 五、维护、修理方便维护、修理，统称为维修。这是保证发动机可靠性的重要 工作。发动机能否随时处于可靠状态，很大程度决定“维修”质量。维修的好 坏，影响发动机的寿命。维护的目的之一，是发现故障和排除故障，并对必要 的部位进行检测、清洗、更换润滑油等。根据发动机工作的长短，维护工作一 般都按不同的项目定期进行。而“修理”则是在零部件损坏的情况才进行。由 于“维修”工作量很大，所以占飞机使用成本的很大比例。这就有必要在设计 时考虑便于拆装、检查和维修的方便性，以减小维修工作量，降低维修成本。 中国航空发动机的发展史中国航空发

9、动机的发展史 中国航空发动机的研制是在新中国成立后一片空白的基础上发展起来的， 从最初的仿制 改进 改型到今天可以独立设计制造高性能航空发动机，走过 了一条布满荆棘的发展道路。 涡喷5发动机是我国根据前苏联BK-1发动机的技术资料仿制的第一种涡喷 发动机，由沈阳航空发动机厂研制。涡喷5是一种离心 单转子、带加力式航 空发动机，单台最大推力为255千牛，加力推力为325千牛，重量为980千 克，主要用于国产歼-5战斗机。涡喷5发动机大量使用了高强度材料和耐高温合 金，加上喷管的加工工艺要求精度高，叶片型面复杂，加力燃烧室薄壁焊接等 多项先进制造技术，对我国当时的制造能力是一个考验。经过各方面的通

10、力合 作及努力，首批涡喷5发动机在1956年6月通过鉴定，开始投入批量生产，比原 计划提前了近一年多，为国产歼-5战斗机的顺利投产起到了十分关键的作用。 涡喷5发动机的研制成功，标志着中国航空发动机工业已从制造活塞式发动机 时代发展到了喷气式发动机的时代，成为了当时世界上为数不多的几个可以批 量生产喷气式发动机的国家之一。 涡喷6发动机是我国根据前苏联提供的P-9B型发动机技术资料制造的一种 加力式涡喷发动机，主要用于装备国产歼-6战斗机及稍后研制的强-5强击机。同 涡喷5发动机相比，涡喷6在性能上有了很大的提高，由亚音速发展到了超音速， 压气机的结构也从离心式发展为轴流式，其最大推力为255

11、千牛，加力推力为 318千牛，虽与涡喷5相差不大，但重量却减轻了23%，只有708千克，直径也 缩短了48%，大大减少了飞机的迎风面积，适合歼-6超音速飞行。虽然涡喷6第一 台发动机在1958年就已组装完毕，但因为受到当时“大跃进”运动的影响，使得 涡喷6发动机出现了一系列的质量问题，1959年3月交付的60台发动机不断暴露出 严重的质量问题，使得当时全军的歼-6飞机几乎全部停飞。1960年，中央军委决 定对沈阳航空发动机厂进行全面质量整顿，并对涡喷6发动机进行重新试制。 涡喷7发动机是按前苏联提供的P-300发动机的技术资料制造的，主要用于 当时研制的2倍音速歼-7飞机。1965年，涡喷7的

12、研制工作全面展开，由于前期准 备工作充足完备，试制工作进展顺利，同年10月第一台发动机即装配完成。1966 年12月通过技术鉴定，开始批量生产。 涡喷13系列发动机的研制使我国结束了不研制生产高性能涡喷发动机的历史， 虽然其性能及技术还不是特别先进，但却是我国从仿制改型向自行设计制造的重 要转变。涡喷13发动机在结构上对压气机进行了大幅度改进，使得喘振裕度明显 提高，低压转子加了轴间轴承，振动小，压气机转子盘和叶片大量使用了钛合金， 既减轻了重量又提高了叶片的工作强度。此外，还增加了较为先进的发动机控制 装置，提高了发动机的控制性能、可靠性和稳定性。 “昆仑”发动机是我国第一种完全自行设计 研

13、制的国产涡喷发动机，具有 完全的“自主知识产权”，其所使用的技术 材料 工艺等完全立足国内。“昆 仑”发动机的研制有几分偶然因素在内，最终能有今天的这个结果非常不易。 1984年，上级下达了研制“昆仑”发动机验证机的任务。 “斯贝”MK202引进后，由西安航空发动机厂负责试制生产，国内称其为涡 扇9发动机。随着歼-7飞机研制生产的顺利进行，当初引进的数十台“斯 贝”MK202也被用到了第一批生产的飞机上。随后，为满足歼-7未来生产改型的 需要，西安航空发动机(集团)有限公司在90年代初期又开始进行涡扇9的全面国产 化工作。 国家于80年代中期决定发展涡扇10系列发动机。依据装配对象的不同，涡扇 10系列有涡扇10 涡扇10A、涡扇10B 涡扇10C 涡扇10D等型号，其中涡扇10A 是专门为中国赶超世界先进水平而上马的新歼配套的。中国为加快发展涡扇10系 列发动机，采取两条腿走路方针:一是引进国外成熟的核心机技术。中美关系改善 的80年代，中国从美国进口了与F100同级的航改陆用燃汽轮机，