《飞机推进系统原理》教学大纲

《飞机推进系统原理》课程教学大纲一、适用专业本大纲适用于本科班飞行器动力工程专业。二、课程的性质、地位和任务《飞机推进系统原理》是本专业的一门专业基础课，它是从系统的观点出发，研究飞机推进系统各主要部件的工作原理与特性，各主要部件之间的匹配工作及系统性能变化规律的通过本课程的教学应完成的任务是：使学生正确建立飞机推进系统的有关概念，深刻理解飞机推进系统工作原理，掌握性能分析的理论知识和基本方法，具备分析、判断、预防使用过程中常遇性能故障以及初步进行发动机性能论证的能力，为后续专业课程和将来从事专业技术工作打好扎实的理论基础。三、章节学时分配和作业量144244384625226447786296212222四、教学要求及内容提要第一章飞机推进系统概论（一）教学要求了解飞机推进系统发展概况，了解涡扇发动机在飞机推进系统中所处的地位与发展现状，了解高、新技术在飞机推进系统中的应用与现代设计思想，了解涡扇发动机的分类及基本工作情形，理解发动机推力的产生原理、计算方法和公式，了解发动机效率的概念及其计算，了解发动机各种性能的评定指标。（二）内容提要飞机推进系统的发展概况，喷气发动机的分类，涡轮风扇发动机的分类和基本工作情形，发动机的推力和效率及性能评定指标。（三）重点难点重点：涡扇发动机在飞机推进系统中所处的地位与发展现状，涡轮风扇发动机的分类和基本工作情形，发动机产生推力的原理、推力的计算。难点：发动机的效率。第二章进气系统的工作原理与特性（一）教学要求2了解进气系统的功用与要求，理解外压式超音速进气道的工作原理与特性，理解超音速进气道的调节方法与原理，了解进气系统与飞机、发动机相互影响的概念。（二）内容提要对进气系统的要求和进气道的基本性能参数，超音速进气道的工作原理与特性，超音速（三）重点难点重点：进气道的基本性能参数，外压式超音速进气道的工作原理与特性，超音速进气道难点：外压式超音速进气道的节流特性及不稳定工作。第三章压气机的工作原理与特性（一）教学要求了解轴流式压气机的组成及其研究方法和有关基本几何参数，理解压气机（风扇）的基本工作原理，深刻理解压气机（风扇）的通用特性，理解压气机（风扇）的不稳定工作及其调节措施，了解当代压气机（风扇）设计中的新思想、采用的新技术概况。（二）内容提要轴流式压气级的基本工作原理，压气机特性，多级压气机非设计工作状态分析，压气机的不稳定工作和扩稳方案。（三）重点难点重点：基元级速度三角形，基元级的增压原理，基元级进口流量系数Ca的概念，多级压气机的特点和主要性能参数，压气机的通用特性，多级压气机非设计工作状态分析，压气级的不稳定工作和防喘调节措施及原理。3难点：多级压气机非设计工作状态分析，压气机产生不稳定工作现象的机理。（四）实验内容压气机叶栅特性实验。（五）实验项目通过实验作出叶栅损失系数w、气流转折角Δβ随气流冲角的变化曲线。第四章燃烧室的工作原理与特性（一）教学要求理解燃烧室的基本工作原理，理解混合气燃烧过程的基本概念，了解燃烧室的工作过程，深刻理解稳定燃烧的条件与影响因素，了解加力燃烧室的工作特点，了解先进燃烧室技术及（二）内容提要燃烧室的基本工作原理，混合气燃烧过程的基本概念，燃烧室的工作过程，燃烧室特性，加力燃烧室的工作原理。（三）重点难点重点：对燃烧室的要求及基本参数，稳定燃烧的条件及影响因素，燃烧室的熄火特性和难点：燃烧室内稳定点火源形成过程分析。（四）实验内容发动机推力产生原理演示、燃烧室燃烧组织演示及燃烧室流阻特性实验。（五）实验项目4通过实验加深对发动机推力产生原理和燃烧室内燃烧组织情况的理解，获得燃烧室的流第五章涡轮的工作原理与特性（一）教学要求了解涡轮的组成及结构特点，理解涡轮的基本工作原理与特性，了解涡轮的冷却方式与特点，了解先进涡轮技术及其应用。（二）内容提要涡轮的工作原理，涡轮特性，涡轮冷却。（三）重点难点重点：基元级速度三角形，基元级的基本工作原理，多级涡轮的特点和主要性能参数，涡轮的通用特性。难点：涡轮在非设计状态下的工作特点。第六章排气系统的工作原理与特性（一）教学要求了解排气系统的功用与要求，了解混合器的工作情形与特性，理解亚音速喷管的工作状态和计算方法，理解超音速喷管的工作原理与调节原理，了解排气系统与飞机、发动机相互（二）内容提要排气系统概述，混合器的工作原理与特性,亚音速喷管的工作原理与性能，超音速喷管的工作原理与性能，其它形式喷管简介，排气系统与机后体的相互干扰。5（三）重点难点重点：收敛形喷管的三种工作状态及参数计算，收敛—扩散形喷管的工作状态及参数计难点：混合器特性，收敛—扩散形喷管非设计状态的推力损失及调节，排气系统与机后第七章飞机推进系统各部件的匹配工作（一）教学要求理解几何不可调的涡扇发动机各部件的匹配工作，深刻理解涡扇发动机的调节与匹配工作的关系，深刻理解涡扇发动机的参数沿共同工作线的变化规律，理解加力式混排涡扇发动机各部件的匹配工作，理解超音速进气道与发动机的匹配工作特点，了解确定共同工作点的计算机辅助计算方法与程序。（二）内容提要几何不可调的涡扇发动机各部件的匹配工作，几何可调节的涡扇发动机各部件的匹配工作，混合排气加力涡扇发动机各部件的匹配工作，超音速进气道与发动机的匹配工作。（三）重点难点重点：燃气发生器的匹配工作条件、方程与共同工作线，低压压气机与低压涡轮的匹配工作条件、方程与匹配工作线，发动机工作参数沿共同工作线的变化情形，尾喷管临界截面调节、压气机调节对匹配工作的影响，加力涡扇发动机的调节规律及加力故障分析，超音速进气道与发动机的匹配工作。难点：低压涡轮落压比的变化规律分析，加力故障分析。第八章发动机性能参数与工作过程参数的关系6（一）教学要求理解混排涡扇发动机、双转子涡喷发动机在不加力与加力时的实际热力循环和可用能分配的概念，了解发动机的气动热力计算步骤与方法，理解性能参数与工作过程参数的关系，了解最佳循环工作过程参数选择的原则和方案。（二）内容提要涡扇发动机的热力循环分析，发动机的气动热力计算，不加力发动机单位推力和耗油率与工作过程参数的关系，加力发动机单位推力和耗油率与工作过程参数的关系，发动机参数（三）重点难点重点：发动机的性能参数与工作过程参数的关系。难点：混合排气涡扇发动机的实际循环分析，不加力发动机工作过程参数对性能参数的第九章发动机特性（一）教学要求理解发动机性能参数（试车数据）的换算原理与方法，理解涡扇发动机（双转子涡喷发动机）的节流特性、速度特性、高度特性及影响因素，理解涡扇发动机与涡喷发动机特性的异同，了解飞机推进系统特性的计算机辅助方法，了解发动机的台架试车方法和有关参数的（二）内容提要发动机特性的获取方法，发动机的节流特性、速度特性、高度特性。7（三）重点难点重点：发动机性能参数（试车数据）的换算及其使用，发动机的节流特性、速度特性和难点：调节规律，设计点参数对速度特性的影响。第十章发动机的过渡工作状态（一）教学要求理解涡扇发动机的加、减速过程，了解涡扇发动机的起动、接通（或断开）加力过程，了解发动机过渡工作状态的台架试车方法和有关参数的测试技术。（二）内容提要发动机的加速过程，发动机的减速过程，发动机的起动过程，发动机的其它过渡工作状（三）重点难点重点：发动机的加、减速过程。难点：影响发动机起动的因素。第十一章发动机的使用特性（一）教学要求理解使用因素对发动机性能的影响，了解发动机的使用限制，掌握发动机常遇典型故障分析方法及思路。（二）内容提要使用因素对发动机性能的影响，发动机常遇典型故障分析，发动机的使用限制。8（三）重点难点重点：使用因素对发动机性能的影响，发动机常遇典型故障分析。难点：发动机的使用限制。第十二章新概念发动机（一）教学要求理解脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机、等离子电喷发动机、组合式喷气发动机的工作原理，了解脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机、等离子电喷发动机、组合式喷气发动机的性能特点、工程应用前景与研究的发展与现状。（二）内容提要脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机、等离子电喷发动机、组合式喷气发动机的工作原理、结构及性能特点、工程应用前景与研究的发展与现状。（三）重点难点重点：脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机、等离子电喷发动机、组合式喷气发动机的工难点：脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机、等离子电喷发动机、组合式喷气发动机的结五、教材和参考书（一）使用教材《飞机推进系统原理》，何立明主编，国防工业出版社，2006.5。（二）参考教材98.《ДВУХКОНТУРНЫЕАВИАЦИОННЕДВИГАТЕЛИ(ТЕОРИЯ,РАСЧЕТИ9．《ТЕОРИЯ,РАСЧЕТИЭНЕРГЕТИЧЕСКИХУСТАНОВОК》，В.В.КУЛАСИН,МОСКВАМАШИНОСТРОЕНИЕ,2002。六、考核方式考试（笔试，开卷与闭卷相结合）七、说明（一）能力培养要求通过本课程的学习，学生应具备以下能力：2．初步掌握应用本课程理论知识，进行飞机推进系统性能论证的能力。3．初步具备利用计算机进行飞机推进系统性能计算与分析的能力。4．进行发动机性能试车，初步使用相关测试设备、科学整理分析试验数据的能力。（二）与相关课程的分工衔接本课程教学内容直接与现役装备的性能故障分析、新机性能论证有关，同时又是飞机推进系统控制，飞机推进系统总