01发动机的整体介绍

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1、发动机原理与结构第一讲：发动机的整体介绍要发展一个国家的航空事业，关键的核心就是要看这个国家的航空发动机水平的高低。飞机的飞行是要靠强大的动力系统的推进才能起飞的，没有了发动机那么飞机就是一堆可供人观赏的废品。因此，航空发动机水平的发展是衡量一个国家是否成为大国的重要标志。它不仅仅是一个国家军事实力的重要标志之一，更重要的也是一个国家科技水平的重要标志之一。因此，可以毫不犹豫的这样说：“一个国家的科技水平的发展需要航空事业，一个国家的军事力量需要靠先进的航空事业做后盾。在战争中，是否拥有制空权还是要靠航空事业，而航空事业发展的核心又在于航空发动机的发展水平的高低。”所以说，航空发

2、动机对发展航空事业是至关重要的。航空发动机是飞机性能、可靠性和成本的决定性因素。发动机加燃油的重量占飞机起飞总重的40%～60%，其寿命期费用占整个飞机的20%～40%。推进技术的发展，使飞机的性能和任务能力取得重大突破。航空发动机的价格和航空发动机工业产值分别占飞机和航空工业的20%～30%。据估计1998—2007年航空发动机销售和维修市场总值为3500亿美元。先进的发动机技术对保持军事和商业竞争优势发挥着重要作用，把优先发展发动机技术作为国策，制定长远的、高投入的发动机技术发展计划，并严禁向别国转移发动机技术。航空燃气涡轮发动机涉及气动、热工、结构与强度、控制、计算机、制造

3、技术和材料等多种学科；对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性有极高的要求；传统的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的迭代过程。研制一种新发动机要做1万小时的整机试验和10万小时的部件和系统试验。AЛ-31Ф俄罗斯1976～1985年使用51台发动机，台架试车16625h，试飞6275h。F100美国1968～1984年总计花费11亿美元F119美国1983～1997年太行中国1986～2005年早期研制推力为11T的涡喷发动机费用与“阿波罗”登月飞船第一级助推火箭发动机研制费用想当。80年代10T级涡扇发动机研制费用为10～15亿美元；90年代的F119研制费用为2

4、0亿美元；JSF的F—35动力装置F136计划研制费用高达50亿美元。航空发动机（aero-engine），为航空器提供飞行所需动力的发动机。有3种类型：①活塞式航空发动机。②燃气涡轮发动机。③冲压发动机。活塞式发动机冷却方式气缸排列方式液冷式气冷式星形V形X形直列式对列式空气喷气式发动机无压气机有压气机冲压式发动机脉动式发动机涡轮喷气发动机涡轮风扇发动机涡轮螺旋桨发动机涡轮轴发动机桨扇发动机航空发动机①活塞式航空发动机。早期在飞机或直升机上应用的航空发动机，用于带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达2500千瓦。后来为功率大、高速性能好的燃气涡轮发动机所取代。但小功率

5、的活塞式航空发动机仍广泛地用于轻型飞机、直升机及超轻型飞机。活塞式发动机(一)工作原理活塞的往复运动——热力循环——热能转换为机械能；结构组成如图示；曲轴——旋转运动连杆——往复运动活塞——上、下死点曲轴旋转两转，活塞上下移动两次，完成进气、压缩、膨胀、排气四个冲程即Engine的一个热力循环，带动螺旋桨运动。对置双缸活塞式发动机（二）按气缸排列的活塞式发动机直列式V式星形(三)工作特点1、工作时,空气间断进入气缸,在同一气缸完成压缩、燃烧和膨胀。2、活塞式发动机的功率P与飞机飞行v的三次方成正比,V增加,则P变大而发动机功率P的增加主要靠加大气缸尺寸和数目,从而增大了发动机重量

6、G与尺寸。3、当V=800-850km/h时,螺旋桨的效率下降明显,F及V下降,故活塞式发动机无法突破音障。4、优点是油耗低、结构简单、价格便宜。5、现在主要集中研制370KW以下小发动机，用于公务机、农林机、运动机、直升机等。②燃气涡轮发动机。应用最广。包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机，都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮。涡轮螺旋桨发动机主要用于时速小于800千米的飞机；涡轮轴发动机主要用作直升机的动力；涡轮风扇发动机主要用于速度更高的飞机；涡轮喷气发动机主要用于超声速飞机。③冲压发动机。特点是无压气机和燃气涡轮，进入燃烧室的空气利用高速飞行时的冲

7、压作用增压。它构造简单、推力大，特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速下性能欠佳，限制了应用范围，仅用在导弹和空中发射的靶弹上。冲压式喷气发动机示意图(一)无压气机空气喷气式发动机种类过程:1、减速增压过程(进气道)。2、燃烧膨胀过程(燃烧室、尾喷管)。脉动式喷气发动机示意图特点:1、单向活门寿命短。2、振动大。3、飞行高度有限。4、油耗大。无压气机空气喷气式发动机特点1、结构简单。2、推重比（FW）大。3、Ma=3时非常有利。4、低速性能不好。5、但因没有压气机，不能在