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《北航-发动机原理(第3章2节)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第二节发动机特性发动机特性发动机性能参数(F，SFC)随飞行条件(Ma，H)以及发动机油门位置的变化关系。重要意义飞机的飞行性能与发动机特性密切相关。特性包括油门特性：给定飞行条件和调节规律，性能随油门位置的变化；速度特性：给定油门、调节规律和飞行高度，性能随飞行马赫数的变化；高度特性：给定油门、调节规律和飞行速度，性能随飞行高度的变化；过渡状态特性：启动、加速、减速等过程性能变化。发动机特性与飞行性能关系右图表示某一飞行高度发动机推力与飞机需用推力随飞行马赫数的变化交点决定最大飞行马赫数差值决定飞机的加
2、速度、爬升率等机动性能。巡航飞行航程：一、油门特性定义：一定飞行条件下，发动机推力、耗油率随发动机油门位置的变化关系。典型工作状态最大状态(Max)推力最大FMaxn=nMaxT3*=T3*Max连续工作时间t5~10min主要用于快速起飞爬升、机动飞行第四代战斗机超音巡航时发动机工作状态额定/最大连续状态(Nom)推力=85-90%FmaxnnMaxT3*T3*Max连续工作时间t30~60min主要用于起飞爬升、高速飞行典型工作状态巡航状态(Cru)推力=65-75%Fmaxn=80-90
3、%nMaxT3*和耗油率低连续工作时间不受限制主要用于长时间的亚音飞行运输机的主要发动机工作状态慢车状态(Idle)推力=3-5%Fmaxn30%nMaxT3*T3*Max连续工作时间t5min主要用于下滑着陆,起飞待命等油门位置变化导致燃油流量变化节流特性燃油流量变化引起转速变化转速特性一、转速特性1.几何面积不可调发动机的转速特性推力变化从发动机共同工作线看,当转速从最大转速下降时引起:增压比减小,压气机功减小,涡轮前温度降低,排气压力和温度降低,排气速度减小.空气流量减小.推力随转速降低而
4、减小涡轮前温度当转速从最大转速开始降低时,压气机增压比减小，压气机功减小，功平衡关系，涡轮前温度下降；当转速降低到一定时,由于各部件偏离设计状态较远,效率降低,只有保持较高的涡轮前温度才能维持功率平衡关系，涡轮前温度回升。慢车状态时涡轮前温度接近最高允许值耗油率变化当转速从最大转速开始降低时,由于压气机增压比还比较高且效率较高,涡轮前温度降低,耗油率有所下降；当转速降低到一定时,由于各部件偏离设计状态较远,各部件效率降低,压气机增压比大大降低,循环热效率降低,耗油率随之上升。耗油率随转速降低呈先减小后上升
5、的变化喘振裕度的变化转速降低引起压气机喘振裕度下降，必须防喘。2.可变几何面积 的转速特性尾喷管临界截面积A8可调调大A8共同工作线下移SM增压比涡轮前温度排气速度推力2.可变几何面积 的转速特性压气机之间级放气放气使SM被放掉的气体:消耗了压缩功;不参与涡轮作功,单位涡轮功,涡轮前温度增压比排气燃气流量推力耗油率2.可变几何面积 的转速特性可调压气机静子叶片角度调节角度使SM空气流量增压比推力耗油率3.大气条件对转速特性的影响气温增加推力下降耗油率上升气压降低推力
6、下降耗油率不变二、速度特性定义发动机工作状态一定调节规律一定飞行高度一定发动机推力，耗油率随飞行Ma的变化关系推力先升后降(马鞍形)耗油率单调增加假定采用调节规律：n=nd，T3*=T3*d推力=qmaFs流量变化随Ma的增加，速度冲压作用使发动机总增压比呈迅速上升趋势，qma随飞行Ma增加而加大。压气机增压比变化由共同工作线知，随飞行Ma增加，工作点沿工作线下移，压气机增压比减小高超音速飞机发动机冲压发动机单位推力的变化随Ma的增加，进气总温增加，压气机出口总温增加，使循环加热量不断减小，循环功减小
7、。Fs随Ma的增加单调减小两者综合作用引起推力呈先升后降推力最大对应于：Ma1.5~2.2因单位推力随飞行Ma单调下降，导致耗油率单调增加。耗油率耗油率随Ma单调增加，并不意味经济性变差，因在飞行Ma变化时只能用总效率评价经济性。总效率随飞行Ma先增后降。0maxMa=2.5~3飞行Ma变化时，发动机对超音速进气道工作点和特性的影响。飞行Ma增加，将使发动机流通能力下降，进气道进入亚临界状态：引起喘振、溢流损失。三、高度特性定义：发动机工作状态一定调节规律一定飞行速度一定发动机推力，耗油率随飞行高度的
8、变化关系高度变化引起气压、气温变化。11公里以上气温基本不变高度特性典型高度特性高度增加，气流密度下降使空气流量显著减小，推力决定了飞机的升限H11km随高度增加，气温减小使循环加热比增加，单位推力增加，耗油率H11km随高度增加，气温不变，单位推力不变，耗油率巡航高度一般为11公里。速度-高度特性飞行包线由发动机决定四、过渡过程特性发动机性能及主要参数短时间内发生显著变化的过程为过渡过程（动态过程）发动机性能及主要
