现代飞行器推进原理.docx

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1、航空燃气涡轮发动机-------------------------------------------------------------原理：航空燃气涡轮喷气发动机主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、喷管等部分构成。新鲜空气由进气道进入燃气轮机后，首先由压气机加压成高压气体，接着由喷油嘴喷出燃油与空气混合后在燃烧室进行燃烧成为高温高压燃气，然后进入涡轮段推动涡轮，将燃气的焓和动能转换成机械能输出，最后的废气由尾喷管排出。而由涡轮输出的机械能中，一部分会用来驱动压气机，另一部分则经由传动轴输出（涡轮轴发动机），用以驱动我们希望驱动的机构如发电机、

2、传动系统或飞行器螺旋桨等。涡轮结构：喷气速度越快，尾部燃气温度越低。压气机的功用：　　压气机的功用是对气流做功，以提高气流的压力。一般燃气轮机的压气机通常有轴流式和离心式两种。　　轴流式压缩机会有许多的叶片，形状类似螺旋桨叶片，但是分为“静子”与“转子”两种。转子就像螺旋桨一般地旋转，在旋转的过程中将对气流加功，增大气流总压P*和总温T*，这时气流的压力和温度就会提高。静子的功用是将因为转子的作用而产生旋转的气流导引回轴向，以正确的角度进入下一组转子，减小气流绝对速度C1。通常是一组转子和一组静子交互配置，而一组转子和静子就称为一级。　　离心式压缩

3、机则是利用离心叶轮旋转时产生的离心力将气流向外推向机匣，而产生加压的效果。一级的离心式压缩机就能有数级轴流式压缩机的压缩比，对于较小型的燃气轮机来就是不错的选择，但是由于气流是向外辐射，必须以大幅弯曲的通道折回内部，故能量的耗损也较大，效率低。离心式压缩机包括：离心叶轮、扩压器、导流器、回流器。　　增压比是压气机的主要性能指标，指的是气流总压在加压后与加压前的比，通常增压比较高的燃气轮机，效率也较高，但是气流在压缩过程中温度会上升，考虑到涡轮所能承受的温度有一定的限度，压缩比太高反而不好。理想的压缩过程应该是等熵绝能过程，但是实际上压缩后的气流的温

4、度和熵都会大于理想值，压力则低于理想值，而压缩机的效率则定义为。公式其中ηc代表压缩机效率，h1代表气流进入压缩机之前的焓，h2i代表理想状况下气流离开压缩机时的焓，h2a代表实际状况下气流离开压缩机时的焓。依据热力学定律，压缩机效率不可能大于1.燃烧室：燃烧室由外壳（套）、火焰筒、喷（油）嘴、涡流器、点火装置等组成。燃烧室按气流在燃烧室中流动的方向分为三种：①直流式：气流在燃烧室中沿轴向流动。多数发动机采用这种燃烧室。②折流式：气流由压气机流出后，折成两路流入火焰筒。一般与甩油盘配合使用。③回流式：压气机出口的空气由燃烧室的后端流入火焰筒头部。燃

5、烧的燃气则向前形成回流。后两种形式气流流动损失大，但能缩短发动机的长度，一般用于采用离心式压气机的发动机中。喷管三大功能：1、能量转换。把内能转换为动能；2、保持燃烧室一定的压强3、可以控制推理方向。固体火箭发动机-------------------------------------------------------------------固体火箭发动机为使用固体推进剂的化学火箭发动机。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。固体火箭发动机主要由壳体、固体推进剂、喷管组件、点火装置等四部分组成。喷管用于超音速排出燃气，

6、产生推力；喷管组件还要有推力矢量控制（TVC）系统来控制导弹的飞行姿势。原理：固体火箭发动机属于化学火箭发动机，用固态物质（能源和工质）作为推进剂。固体推进剂点燃后在燃烧室中燃烧，产生高温高压的燃气，即把化学能转化为热能；燃气经喷管膨胀加速，热能转化为动能，以极高的速度从喷管排出从而产生推力推动导弹向前飞行。固体推进剂（固体燃料）固体推进剂是由氧化剂、燃料（可燃剂）和其他添加剂组成的固态混合物，按配方组分性质可分为单基推进剂、双基推进剂、复合推进剂、改性双基推进剂等；按质地的均匀性分为均质推进剂（如单基、双基推进剂）和异质推进剂（如复合推进剂和改性

7、双基推进剂）；按能量水平分为高能、中能、低能推进剂，比冲大于2450牛•秒/千克（即250秒）为高能，2255牛•秒/千克（即230秒）到2450牛•秒/千克为中能，小于2255牛•秒/千克为低能；按特征信号分为有烟、微烟、无烟推进剂。固体推进剂分类：1、单基推进剂：由单一化合物（如硝化纤维素，即硝化棉，简称NC）组成，它的分子结构中包含可燃剂和氧化剂，溶于挥发性溶剂中。缺点：单基推进剂由于能量水平太低，现代固体发动机不再使用。2、双基推进剂：基推进剂主要由硝化纤维素、硝化甘油（NG）和一些添加剂组成，两种主要成分的分子结构中都含有可燃剂和氧化剂。

8、双基推进剂的优点是药柱质地均匀，结构均匀，再现性好；良好的燃烧性能，燃烧速度压力很小；工艺性能好；具有低特征信号，排气少烟