《航空发动机》PPT课件

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1、航空发动机航空发动机（aero-engine），是为航空器提供推动力或支持力的装置，是航空器的心脏。自从飞机问世以来的几十年中，发动机得到了迅速的发展，从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机，航空发动机已经形成了一个种类繁多，用途各不相同的大家族。从发展历程来说，航空发动机经历了两个显著的发展时期，即：活塞式发动机时期和燃气涡轮发动机时期。航空发动机2活塞式发动机时期3活塞式航空发动机活塞式航空发动机AircraftPistonEngine为航空器提供飞行动力的往复式内燃机。发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力。活塞式发动机主要由曲轴

2、、连杆、活塞、汽缸、分气机构和机匣等部件组成。小功率活塞式航空发动机比燃气涡轮发动机经济，在轻型低速飞机上仍得到应用。4活塞式航空发动机工作原理活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。活塞式航空发动机大多是四冲程发动机，即一个气缸完成一个工作循环，活塞在气缸内要经过四个冲程，依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。5活塞式航空发动机发展阶段逐步退出主要航空领域，广泛应用在轻型低速飞机和直升机上。气冷发动机发展迅速，发动机的性能提高很快，达到其发展的顶峰。液冷发动机居主导地位早期两次世界大战期间喷气时代6活塞式航空发动机

3、的发展活塞式航空发动机发展早期，法国处于领先地位。当时装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机的"斯佩德"战斗机的功率已达130~220kW,功重比为0.7kW/daN左右。飞机速度超过200km/h，升限6650m。在两次世界大战的推动下，发动机的性能提高很快，单机功率从不到10kW增加到2500kW左右，功率重量比从0.11kW/daN提高到1.5kW/daN左右，升功率从每升排量几千瓦增加到四五十千瓦，耗油率从约0.50kg/(kW·h)降低到0.23~0.27kg/(kW·h)。翻修寿命从几十小时延长到2000~3000h。到第二次世界大战结束时，活塞式发动机已经发展得相当成熟，

4、以它为动力的螺旋桨飞机的飞行速度从16km/h提高到近800km/h，飞行高度达到15000m。涡轮喷气发动机的发明开创了喷气时代，活塞式发动机逐步退出主要航空领域，但功率小于370kW的水平对缸活塞式发动机仍广泛应用在轻型低速飞机和直升机上，如行政机、农林机、勘探机、体育运动机、私人飞机和各种无人机。7活塞式航空发动机举例R-2800——普·惠公司生产的双排"双黄蜂"，属于气冷星型发动机。这种发动机在航空史上占有特殊的地位。8活塞式航空发动机举例P-47，绰号“雷电”，装备R-2800发动机，是美国共和飞机公司研制的战斗机。该种机型产量达到15683架，是美国战斗机史上生产量最

5、大的飞机之一。9活塞式航空发动机举例R-3350，莱特公司生产的双排气冷星型发动机，1941年投入使用，开始时功率为2088kW，主要用于著名的B-29"空中堡垒"战略轰炸机。10活塞式航空发动机举例B-29战略轰炸机，装备莱特公司的R-3350发动机。世称“超级空中堡垒”“史上最强的轰炸机”，在轰炸东京等二战及之后的战场都可以看到他的身影，广岛和长崎的两次原子弹袭击，B-29也是空中平台。11由于涡轮喷气发动机的发明而开创了喷气时代，活塞式发动机逐步退出主要航空领域，但功率小于370kW的水平对缸活塞式发动机发动机仍广泛应用在轻型低速飞机和直升机上，如行政机、农林机、勘探机、体

6、育运动机、私人飞机和各种无人机。美国NASA已经实施了一项通用航空推进计划，为未来安全舒适、操作简便和价格低廉的通用轻型飞机提供动力技术。方案是用狄塞尔循环活塞式发动机，用它的飞机有4个座位，速度偏低。对发动机的要求为：功率为150kW；耗油率0.22kg/(kW·h)；满足未来的排放要求；制造和维修成本降低一半。到2000年，该计划已经进行了500h以上的发动机地面试验，功率达到130kW，耗油率0.23kg/(kW·h)。喷气时代的活塞式发动机12燃气涡轮发动机时期13燃气涡轮发动机工作原理燃气涡轮机主要由压缩机（compressor）、燃烧室（combustionchamb

7、er）、涡轮（turbine）等部分构成。新鲜空气由进气道进入燃气轮机后，首先由压缩机加压成高压气体，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气体，然后进入涡轮段推动涡轮，将热能转换成机械能输出，最后的废气由排气管排出。而由涡轮输出的机械能中，一部分会用来驱动压缩机，另一部分则经由传动轴输出，用以驱动我们希望驱动的机构如发电机、传动系统等。14燃气涡轮发动机时期从第二次世界大战结束至今。60年来，航空燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代，居航空动力