第2章第4节动力装置

1、第二章 民用航空器第第 四四 节节 动力装置动力装置动力装置是指为飞机提供动力的整个系统，包括发动机、螺旋桨、辅助动力装置及其他附件。发动机制造厂商：普惠、罗罗和通用等第二章 第四节 动力装置发动机的分类发动机的分类第二章 第四节 动力装置基本构件：气缸、活塞、连杆和曲轴工作原理：气缸中的混合气体膨胀做功推动活塞运动，通过连杆与曲轴相连，将活塞的直线运动转化为曲轴的转动，将热能转化为机械能第二章 第四节 动力装置一、活塞式发动机一、活塞式发动机工作原理进气冲程进气冲程压缩冲程压缩冲程工作冲程工作冲程排气冲程排气冲程第二章 第四节 动力装置活塞式发动机特点活塞式发动机特点 随着飞行高度提高，大气

2、稀薄，活塞式发动机的功率减小。 在低速飞行时，活塞发动机的经济性能很好第二章 第四节 动力装置 二、螺旋桨二、螺旋桨 活塞式发动机不能单独驱动飞机，它必须通过曲轴驱动螺旋桨才能使飞机运动，因此活塞式发动机需要与螺旋桨一起才能构成飞机的推进系统。 第二章 第四节 动力装置螺旋桨拉力的产生螺旋桨拉力的产生第二章 第四节 动力装置螺旋桨由叶片组成。叶片的横断面相当于机翼的翼型，它相对于空气运动时，把空气向后排开，空气的反作用力给它一个向前的拉力，从而推动飞机运动。第二章 第四节 动力装置螺旋桨的顺桨、回桨和反桨（逆桨）螺旋桨的顺桨、回桨和反桨（逆桨）顺桨顺桨:当双发（或多发）飞机一发失效后，为减小螺

3、旋桨的飞行阻力，使桨叶角增加到90度左右。回桨回桨：顺桨反过程，一般在发动机重新启动时用。反桨反桨：使桨叶角减小到出现负桨叶迎角，产生负拉力，缩短着陆滑跑距离。叶尖线速度最大叶尖线速度最大第二章 第四节 动力装置螺旋桨飞机的特点螺旋桨飞机的特点第二章 第四节 动力装置耗油低，经济性好结构简单，维护简单，可靠性好适于低速小型飞机（ 800800公里公里/ /小时以下小时以下）用途：用途：小型飞机和轻型直升机小型飞机和轻型直升机根据牛顿第三定律：作用力等于反作用力，作用在飞机上的推力等于气体排出时所用的力。 由牛顿第二定律：三、燃气涡轮发动机三、燃气涡轮发动机 1212/vvtmtvvmmaF第二

4、章 第四节 动力装置1.1.喷气发动机的原理喷气发动机的原理 式中：m是喷出的燃气的质量； v2是燃气喷出时的速度； v1是飞机的速度。第二章 第四节 动力装置（1 1）涡轮喷气发动机）涡轮喷气发动机 进气道飞行方向压气机燃烧室涡轮尾喷管驱动轴w与活塞发动机相比结构简单，重量轻，推力大，w推进效率高，主要适用于超音速飞行超音速飞行w耗油率大，噪声大（1 1）进气道）进气道 功能：在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动损失, 顺利地引入压气机,并在压气机进口形成均匀的流场以避免压气机叶片的振动和压气机失速. 第二章 第四节 动力装置（2 2）压气机）压气机 功能：通过旋转的叶片对气体进行

5、压缩, 提高空气的压力, 为燃气膨胀作功创造条件。次要功能：供应高压引气，冷却热部件；热空气用于防冰；引气用于机舱增压、空调、燃油系统。轴流式压气机轴流式压气机 第二章 第四节 动力装置（3 3）燃烧室）燃烧室 功能：将喷嘴供应的燃油和压气机供应的空气混合燃烧释放热量，供给涡轮所需的均匀加热的平稳高温高压燃气流。第二章 第四节 动力装置燃烧室的类型：燃烧室的类型：单管燃烧室单管燃烧室环管形燃烧室环管形燃烧室环形燃烧室环形燃烧室第二章 第四节 动力装置（4 4）涡轮）涡轮 功能：高温高压燃气膨胀，将热能转换成涡轮的机械能，同时驱动压气机和附件提供功率。 在涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机它还为螺旋桨和旋

6、翼提供轴功率。第二章 第四节 动力装置（5 5）尾喷管）尾喷管 功用：使从涡轮流出的燃气膨胀，加速，以一定的速度和要求的方向排入大气，得到需要的推力。 也可通过反推力装置改变喷气方向，产生反推力，缩短飞机的滑跑距离。第二章 第四节 动力装置反推反推 反推反推 第二章 第四节 动力装置（2 2）涡轮螺旋桨发动机）涡轮螺旋桨发动机 螺旋桨螺旋桨减速器减速器由发动机和螺旋桨组成，在它们之间还安排了一个减速器。涡桨发动机产生的全部动力：螺旋桨拉力为主，90%喷气产生推力只占10%螺旋桨飞机的特点螺旋桨飞机的特点在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率, 所以它在低亚音速飞行时的经济性较好。螺旋桨在飞行速

7、度达到800千米/小时的时候，桨尖部分实际上已接近了音速，跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降；螺旋桨的迎风面积大，阻力也大，极大阻碍了飞行速度的提高。第二章 第四节 动力装置目前民航支线飞机支线飞机常装配涡桨发动机。第二章 第四节 动力装置（3 3）涡轮风扇发动机）涡轮风扇发动机 主要机件CFM56-7发动机发动机涡扇发动机的涵道比涡扇发动机的涵道比第二章 第四节 动力装置 当空气流经涡扇发动机的前端风扇后，分为两路：一路是内涵气流一路是内涵气流，空气继续经压气机压缩，在燃烧室和燃油混合燃烧，燃气经涡轮和喷管膨胀，燃气以高速从尾喷口排出，产生推力；另一路是外涵气流另一路是外涵气流，流经风扇后的

8、空气直接通过管道排到机外（短外涵）或者一直流到尾喷口同内涵气流混合或分别排出（长外涵）涵道比：涵道比：外涵道与内涵道的流量之比外涵道与内涵道的流量之比涡扇发动机的特点涡扇发动机的特点第二章 第四节 动力装置涡扇发动机组合了涡喷和涡桨发动机的优点。涡扇发动机组合了涡喷和涡桨发动机的优点。 效率高，适合高亚音速（M=0.8-0.9）飞行 喷气噪音低，风扇噪音大推力由内涵和外涵共同产生，风扇是产生正推力的主要部件。目前，民航运输机民航运输机广泛采用高涵道比的涡扇发动机，保证足够的推力和良好的经济性。（4 4）涡轮轴发动机）涡轮轴发动机第二章 第四节 动力装置包括：燃气发生器和自由涡轮。自由涡轮和燃气

9、发生器涡轮只有气动联系，即流过燃气发生器涡轮的燃气再驱动自由涡轮，自由涡轮输出轴功率。（4 4）涡轮轴发动机）涡轮轴发动机第二章 第四节 动力装置发发动动机机性性能能四、发动机性能参数四、发动机性能参数（1 1）发动机压力比）发动机压力比 发动机压力比指低压涡轮的出口总压与低压压气机进口总压之比。同气流通过发动机的加速成比例，对于轴流式压气机的涡扇发动机它表征推力，用用 EPR EPR 表示表示发动机性能主要由推力特性和燃油消耗特性来表征。 1.1.推力特性推力特性（3 3）排气温度）排气温度 排气温度：涡轮进口总温是发动机最重要、最关键的一个参数， 也是涡轮发动机的重要限制参数，用用EGTE

10、GT表示表示。（4 4）扇转速）扇转速 高涵道比涡扇发动机，常用风扇转速n1n1表征推力表征推力。（2 2）发动机涵道比）发动机涵道比 发动机涵道比：涡扇发动机通过外涵的空气质量流量质量流量与通过内涵的空气质量流量质量流量之比。涵道比为：1 左右是低涵道比； 2-3 左右是中涵道比； 4 以上是高涵道比。 第二章 第四节 动力装置（5 5）单位推力）单位推力发动机的推力与每秒钟流过发动机的空气质量流量之比，称作发动机的单位推力。（6 6）推重比）推重比发动机的推力与发动机的净重之比。消耗单位燃油量，飞机可飞的距离。第二章 第四节 动力装置2.2.燃油消耗性能燃油消耗性能（1 1）燃油消耗率）燃

11、油消耗率（2 2）燃油流量）燃油流量（3 3）燃油里程）燃油里程单位时间产生单位推力所消耗的燃油量。每台发动机单位时间消耗的燃油量。五、发动机的安装位置五、发动机的安装位置安装在机身尾部（尾吊布局）安装在机翼上吊装在机翼下（翼吊布局）六、辅助动力装置六、辅助动力装置 机载辅助动力装置（APU）用于各类运输机上，是建立在一台小型涡轮发动机上的，装在飞机机身尾部。在地面工作时，可以提供电源和气源，用于启动主发动机及飞机空调用气，以使飞机减少对地面设备的依赖。在空中，可以提供电源、气源。七、附件系统七、附件系统燃油系统燃油系统作用：给发动机提供适量的清洁燃油，并雾化燃油，便于与空气混合。滑油系统滑油系统作用：润滑机件，减小摩擦，降低磨损；散热和冷却； 防止机件腐蚀等。散热系统散热系统作用：使发动机工作的温度保持在一个适当的范围。点火系统点火系统功用：在