发动机原理第二章尾喷管shangza

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1、一、尾喷管功能及设计要求1、功能燃气膨胀加速，气流高速排出，产生反作用推力；调节喷管临界截面积改变发动机工作状态；推力换向。2、设计要求流动损失小尽可能完全膨胀排气方向尽可能沿所希望的方向根据需要，截面积几何尺寸可调噪音低（1）纯收敛型（2）收敛-扩张型二、尾喷管的分类尾喷管的分类：（1）纯收敛型（2）收敛-扩张型二、尾喷管的分类纯收敛型喷管的工作状态：亚临界临界超临界：亚临界及临界的推力公式：超临界的推力公式：思考：哪种工作状态尾喷管完全膨胀？三、纯收敛型尾喷管喷管排气速度三、纯收敛型尾喷管纯收敛型出口气流速度最高只能达到当地音速，也就是说尾喷口实际排气速度：完全膨胀时的排气速度：这将

2、造成推力损失三、纯收敛型尾喷管示例：某发动机采用纯收敛型喷管，其进口空气流量100kg/s，飞行速度500m/s,环境压力100000Pa，喷管内总压580000Pa，总温1000K。（忽略发动机进、排气的流量差异，忽略流动损失，假设燃气的比热比为1.33）（1）判断喷管工作状态。（2）计算尾喷管出口静压（3）计算尾喷管排气速度（4）计算发动机推力（5）若改进尾喷管，使气体能够完全膨胀，那么发动机推力将提高多少？三、纯收敛型尾喷管（1）判断喷管工作状态。（2）计算尾喷管出口静压三、纯收敛型尾喷管（3）计算尾喷管排气速度（4）计算发动机推力K不是比热比三、纯收敛型尾喷管（5）若气体在尾喷管

3、中能够完全膨胀，那么发动机推力将能够提高多少？三、纯收敛型尾喷管特点出口气流速度最高只能达到当地音速当气流在出口不能达到完全膨胀时喷管处于超临界状态p9>p0推力F和推力损失系数V9’－气流完全膨胀速度飞机以高超音速飞行时，采用纯收敛喷管将导致推力损失约23%三、纯收敛型尾喷管对于高可用膨胀比喷管，纯收敛尾喷管将造成推力损失，如何解决？解决方法：增加一段扩张通道，使燃气膨胀为超音速气流四、收敛-扩张型尾喷管气体流速、马赫数与通道截面积的关系：为使达到音速的气流继续膨胀，必须用扩张通道收敛-扩张型尾喷管主要类型固定的收敛-扩张喷管可调的收敛-扩张喷管带中心锥体的喷管引射喷管四、收敛-扩张

4、型尾喷管未完全膨胀过渡膨胀（1）固定的收敛扩张型喷管当喷管为固定的面积比A9/A8时，只对应某一个特定的膨胀比，可以使气流在喷管出口达到完全膨胀，偏离此膨胀比，都会造成推力损失。四、收敛-扩张型尾喷管（2）可调的收敛扩张型喷管随飞行状态变化,由马达带动作动筒拉动拉杆,改变喷管临界截面积、出口截面积,使气流尽可能在出口处达到完全膨胀。四、收敛-扩张型尾喷管（3）带中心锥体的喷管由中心锥体和外罩组成外罩出口处形成喷管临界截面气流绕外罩唇口产生膨胀波，膨胀加速沿轴向移动中心锥体实现临界截面调节四、收敛-扩张型尾喷管（4）引射喷管由一个纯收敛喷管和一个同心的外套筒组成。收敛喷管排出发动机高压燃气

5、，引射外套筒的二股气流；主气流在周围亚音气流中膨胀，形成“流体”壁面扩张段，主继续加速降压。形成的“流体”壁面可以随主气流压力变化自动调节。四、收敛-扩张型尾喷管其他喷管垂直/短距起降喷管推力矢量喷管反推喷管五、其他喷管反推装置五、其他喷管垂直/短距起降喷管五、其他喷管五、其他喷管矢量喷管进气道尾喷口减速增压（高速飞行时）增速减压亚音速进气道为扩张型低Ma飞机发动机喷口为收缩型超音速进气道：超音->亚音缩扩型尾喷口：亚音->超音逆压力梯度（静压增加）顺压力梯度（静压下降）飞行速度越快，冲压比越大可用膨胀比越高，排气速度越大飞行速度越快，滞止温度越高排气总温越高，排气速度越大调节临界面积可

6、改善起动性能调节临界面积可改变发动机状态进气道与尾喷管比较气流经过尾喷管，静温降低，静压也降低；如果不考虑散热和流动损失，气流在尾喷管中总温、总压保持不变；如果纯收敛喷管工作于临界状态，保持喷管内总温不变，增加喷管内的总压，其排气速度不变，但排气流量增加；如果纯收敛喷管工作于临界状态，保持喷管内总压不变，增加喷管内的总温，其排气速度增加，但排气流量下降；对于收敛-扩张型喷管，其最大排气马赫数由喷管的喉道面积与出口面积之比决定；气流速度一定是在尾喷管的喉道位置达到最大。√X√√√√判断题