空气喷气发动机燃气涡轮发动机课件

空气喷气发动机主讲人：田少政《燃气涡轮发动机》01.无压气机式空气喷气发动机02.有压气机式空气喷气发动机目录contents无压气机式空气喷气发动机空气喷气发动机燃料燃烧时所需要的氧气从空气中获得，因而只能在大气层中飞行。空气喷气发动机可分为无压气机式和有压气机式两种。1.无压气机式空气喷气发动机这类发动机，空气的压缩是通过降低气流自身速度（即冲压作用）来完成的，没有专门的压气机。它由进气道、燃烧室和喷管组成，没有任何主要的旋转部件，如图所示。进气道燃烧室喷管冲压式发动机无压气机式空气喷气发动机飞行时，仰面气流在发动机前和进入进气道内速度降低，压力、温度升高，然后在燃烧室内与燃料混合并燃烧，高温、高压燃气在喷管内膨胀加速，最后向外喷出，产生推力飞行速度越高，冲压作用越强，推力也就越大，因而它适合作超音速和高超音速飞行。在低速飞行时，冲压作用弱，产生的推力小，经济性很差。飞行速度为零时（如起飞），根本不能产生推力，所以不能单独使用，必须和其他类型的喷气发动机组合起来使用。有压气机式空气喷气发动机2.有压气机式空气喷气发动机涡轮螺旋桨发动机涡轮风扇发动机涡轮喷气发动机涡轮轴发动这类发动机除了通过冲压作用外，主要依靠专门的压气机来完成空气的压缩，因都拥有其核心部件燃气发生器（压气机，燃烧室，涡轮），统称为燃气涡轮发动机。又可分为:1涡轮喷气发动机（简称涡喷）涡轮喷气发动机由什么组成？进气道压气机燃烧室涡轮喷管有压气机式空气喷气发动机发动机工作时，空气经压气机压缩后，压力提高，随即进人燃烧室与燃料混合并燃烧，燃烧后形成的燃气流入涡轮，涡轮便在高温、高压燃气驱动下旋转起来，从而带动压气机工作，燃气最后在喷管中膨胀加速，高速向外喷出而产生推力。涡轮喷气发动机2涡轮螺旋桨发动机（简称涡桨）有压气机式空气喷气发动机涡桨发动机与涡喷发动机的不同之处在于涡轮轴除带动压气机外，还需通过减速器带动螺旋桨，如图所示。发动机工作时，主要由螺旋桨产生拉力；此外，还由喷气的反作用而产生很小的推力。螺旋桨可由单转子发动机的转轴驱动或由双转子或三转子发动机的自由涡轮（转轴与发动机内驱动压气机的轴不相连的动力涡轮）驱动。涡桨发动机起飞拉力大，在中、低速飞行时具有较好的经济性，适宜作中、低速支线民航机、运输机和轰炸机的动力装置。涡轮螺旋桨发动机3涡轮风扇发动机（简称涡扇）有压气机式空气喷气发动机涡轮风扇发动机的风扇可由单独的涡轮驱动（如三转子发动机），也可是低压涡轮驱动的低压压气机的第1级（如双转子发动机），如图所示。涡轮螺风扇发动机3涡轮风扇发动机（简称涡扇）有压气机式空气喷气发动机空气流经风扇后分成两路: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，燃气高速从尾喷口排出，产生推力；（a）涡轮螺风扇发动机另一路是外涵气流，流经风扇后的空气直接通过管道排到机外（短外涵）（如图b)，或者一直流到尾喷口同内涵气流分别或混合排出（长外涵）（如图a、图c)，而产生部分推力。外涵与内涵的空气质量流量比为涵道比，用B表示。（b）高涵道比短外涵发动机（c）低涵道比长外涵混合排气发动机3涡轮风扇发动机（简称涡扇）有压气机式空气喷气发动机涡扇发动机的性能随涵道比的不同差异很大，总的说来，在亚音速段较之涡喷发动机且有更好的经济性，综合性能好。低涵道比涡扇发动机（B=0.2~0.6）适宜作超音速战斗机的动力装置。高涵道比涡扇发动机（B一4~10）适宜作高亚音速大中型民航机以及运输机的动力装置；4涡轮轴发动机（简称涡轴）有压气机式空气喷气发动机涡轴发动机与涡桨发动机几乎没有多大区别，涡轮分为燃气发生器涡轮和自由涡轮，燃气发生器涡轮带动压气机，自由涡轮通过减速器带动外界负载（如直升机旋翼和尾桨，发电机转子等），如下图所示。涡轮轴发动机典型的涡轮发动机4涡轮轴发动机（简称涡轴）有压气机式空气喷气发动机此外，排气装置产生的喷气的反作用力几乎可以忽略不计。涡轴发动机已经演变成一个热机，具有重量轻、功率大