航空发动机(黄家富)

1、航空发动机航空发动机黄家富、施连震黄家富、施连震航空发动机航空发动机一一 航空发动机的类型航空发动机的类型二二 航空发动机的发展史航空发动机的发展史三三 航空发动机的结构，原理及其应用航空发动机的结构，原理及其应用四四 航空发动机的为何这么难于生产航空发动机的为何这么难于生产五五 航空发动机的生产商、行业分析和发展计划航空发动机的生产商、行业分析和发展计划一一 航空发动机的类型航空发动机的类型 航空发动机的类型包括吸气发动机和火箭航空发动机的类型包括吸气发动机和火箭发动机两大类型。发动机两大类型。 （一）其中吸气发动机包括三种类型：（一）其中吸气发动机包括三种类型： 1.1.活塞式航空发动机。

2、活塞式航空发动机。是早期在飞机或直是早期在飞机或直升机上应用的航空发动机，用于带动螺旋升机上应用的航空发动机，用于带动螺旋桨或旋翼。活塞式航空发动机仍广泛地用桨或旋翼。活塞式航空发动机仍广泛地用于于轻型飞机、直升机及超轻型飞机。轻型飞机、直升机及超轻型飞机。 2.2.燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机。这种发动机这种发动机应用最广应用最广。包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机，都具涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机，都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮。有压气机、燃烧室和燃气涡轮。 3.3.冲压发动机冲压发动机。其特点是。其特点是无压气无压气

3、机和燃气涡轮机和燃气涡轮，进入燃烧室的空，进入燃烧室的空气利用气利用高速飞行时的冲压作用高速飞行时的冲压作用增增压。它构造简单、推力大，特别压。它构造简单、推力大，特别适用于高速高空飞行。由于不能适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速下性能欠佳，限自行起动和低速下性能欠佳，限制了应用范围，制了应用范围，仅用在导弹和空仅用在导弹和空中发射的靶弹上中发射的靶弹上。 （二）火箭发动机（二）火箭发动机 火箭发动机的推进剂（氧化剂和燃火箭发动机的推进剂（氧化剂和燃烧剂）全部由自身携带，燃料消耗烧剂）全部由自身携带，燃料消耗太大，不适于长时间工作，一般作太大，不适于长时间工作，一般作为运载火箭的发动机

4、。为运载火箭的发动机。 挑战者挑战者 号失事的直接原因号失事的直接原因也就也就是是右部火箭发动机上的两个零件联接右部火箭发动机上的两个零件联接处出现了问题处出现了问题，这是导致航天飞机这是导致航天飞机失事的直接技术原因。失事的直接技术原因。视频视频1二二 航空发动机的发展史航空发动机的发展史三三 航空发动机的结构，原理及其应用航空发动机的结构，原理及其应用 1.航空发动机的结构航空发动机的结构 2.2.工作原理工作原理视频视频23.3.航空发动机在军事和民间的应用航空发动机在军事和民间的应用装有装有D-27桨扇发动机的桨扇发动机的AN-70飞机飞机 国产秦岭发动机主要装备飞豹系列战机国产秦岭发

5、动机主要装备飞豹系列战机 秦岭发动机秦岭发动机飞豹战机飞豹战机歼歼1111装备装备“太行太行”发动机发动机F-22F-22装备装备F119F119涡扇发动机涡扇发动机J-20J-20装备涡扇装备涡扇1515发动机发动机 T-50T-50装备数字控制涡轮风扇装备数字控制涡轮风扇发动机发动机 航空发动机的民用航空发动机的民用四四 航空发动机的为何这么难于生产航空发动机的为何这么难于生产 发动机要达到更大推力、更低的油耗，首要的是提高增压比、发动机要达到更大推力、更低的油耗，首要的是提高增压比、提高热效率，提高热效率， AL-31AL-31的涡轮前温度尚在普通钢材熔点之下，第四的涡轮前温度尚在普通钢

6、材熔点之下，第四代代F-22F-22的的F-119F-119发动机将这个涡轮前温度提高到了发动机将这个涡轮前温度提高到了1977K1977K，但但F-F-119119的已超出普通钢材熔点约的已超出普通钢材熔点约200200度，对材料要求很高，难于制造。度，对材料要求很高，难于制造。 总之，航空发动机有三难：总之，航空发动机有三难：设计难，加工组装难，材料难设计难，加工组装难，材料难。因为航空发动机的零部件都是在因为航空发动机的零部件都是在高温，高压和高转速高温，高压和高转速的条件下工的条件下工作，而且工作时间都在千小时以上，这对设计，加工和行业材料作，而且工作时间都在千小时以上，这对设计，加工

7、和行业材料使用提出很高要求。航空发动机的精度要求高，转速高，工作环使用提出很高要求。航空发动机的精度要求高，转速高，工作环境恶劣，对境恶劣，对材料和工艺材料和工艺非常高，所以不是每个国家都有能力研制非常高，所以不是每个国家都有能力研制出好的航空发动机。出好的航空发动机。F-119F-119发动机让发动机让F-22F-22能以能以1.71.7音速进行超音速巡航，音速进行超音速巡航，但是发动机温度但是发动机温度超出普通钢材熔点约超出普通钢材熔点约200200度度 太行太行 涡扇发动机涡扇发动机 太行发动机，太行发动机， 设计定型历时设计定型历时18年年。 太行发动机是中国首个具有自主知识太行发动机

8、是中国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机，它结束了风扇发动机，它结束了国产国产先进涡扇先进涡扇发动机的空白。发动机的空白。它它属于三代发动机，相比美国属于三代发动机，相比美国F-22的第四代发动机的第四代发动机F-199差距还是明显。差距还是明显。 太行发动机采用太行发动机采用大推力涵比及全自动大推力涵比及全自动数字化控制系统数字化控制系统，最大推力为，最大推力为13200公斤。目前主要用于装备中国第三代公斤。目前主要用于装备中国第三代高性能歼高性能歼-10战斗机战斗机。视频视频3 视频视频4五五 航空发动机的生产商、行业分析和发展计划航

9、空发动机的生产商、行业分析和发展计划 世界三大航空发动机生产商分别是世界三大航空发动机生产商分别是美国通用电气美国通用电气、英国罗尔英国罗尔斯斯罗伊斯罗伊斯和和美国普拉特美国普拉特惠特尼。惠特尼。 其中像世界上单台引擎推力最强的民航发动机其中像世界上单台引擎推力最强的民航发动机GE90GE90、最优越的民、最优越的民用引擎用引擎CF6-80C/ECF6-80C/E、最强大的涡轮轴发动机、最强大的涡轮轴发动机CT7-8CT7-8系列都是系列都是GEGE的杰的杰作，使用广泛的作，使用广泛的波音波音737737使用的使用的CFM56CFM56发动机也是发动机也是GEGE牵头研发的；牵头研发的； F-

10、15F-15、F-16F-16 、F-22F-22的的标配动力则是由普标配动力则是由普惠惠研发研发。F-16战机 行业分析行业分析 航空发动机行业具有高技术，高投入、高风险、航空发动机行业具有高技术，高投入、高风险、高壁垒的特性。研发普通单台发动机的投入在高壁垒的特性。研发普通单台发动机的投入在10-10-3030亿美元，时间周期亿美元，时间周期10-1510-15年。年。 美国通用、美国美国通用、美国普惠、法国斯奈马克及英国的普惠、法国斯奈马克及英国的RRRR这四家航空发动这四家航空发动机制造厂商占据全球机制造厂商占据全球 84% 84%的市场份额的市场份额。 20112011年，全球航空发

11、动机市场规模约年，全球航空发动机市场规模约750750亿美元。亿美元。其中中国航空发动机市场产值仅为其中中国航空发动机市场产值仅为30.7630.76亿美元亿美元。 发展计划发展计划 1.1.阶段计划阶段计划 19881988年，美国空军首先发起制订并实施高性能涡轮发动机技年，美国空军首先发起制订并实施高性能涡轮发动机技术（术（IHPTETIHPTET）计划，空军、海军、陆军、国防部预研局、）计划，空军、海军、陆军、国防部预研局、NASANASA和和七家主要发动机制造商都参与了这项计划。计划总的目标是使航七家主要发动机制造商都参与了这项计划。计划总的目标是使航空推进系统能力翻一番，即空推进系统能力翻一番，即推重比或功率推重比或功率重量比增加重量比增加100%120%100%120%，耗油率耗油率下降下降15%30%15%30%。 2.2.先进计划先进计划（ VAATEVAATE ） 美国美国的的VAATEVAATE的总目标是，在的总目标是，在20172017年达到的技术水平使经济可承年达到的技术水平使经济可承受性提高到受性提高到F119F119发动机的发动机的1010倍倍。 VA