发动机原理第2章(进气道)

《发动机原理第2章(进气道)》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、第二章航空燃气涡轮发动机进气道和尾喷管第一节进气道一、功能、分类、设计要求1、功能引入空气高亚音或超音速飞行时减速2、分类：亚音进气道和超音进气道3、基本设计要求损失小（内流、外阻）工作稳定性好高流通能力出口流场尽量均匀温度畸变:吸入热气流压力畸变:来流方向与发动机轴线夹角0进气流场产生畸变的原因飞机以大攻角或大侧滑角飞行，进气道唇口气流分离进气道内管路弯曲、扩张、支板绕流形成气流分离和旋涡等机身和机翼附面层进入进气道超音进气道中激波和附面层相互干扰引起的气流分离和流场不均匀进气道不稳定流动下呈现的非定常流动发射武器或使用反推力装置使热的喷气尾流被吸入进气道，直升

2、机在近地面工作时也会因吸入高温废气引起总温畸变起飞时地面涡影响进气道的进气流场压力和温度畸变原因进气道流场畸变压气机性能及稳定性下降必须提高风扇/压气机对抗畸变能力进气道在机身的位置亚音飞机吊装机翼下的短舱飞机尾部超音飞机头部、机身两侧、翼根、腹部等后三种采用较多，起遮蔽即隐身作用遮蔽会使进气不同于外界大气和可能引起畸变压气机喘振主要特征参数总压恢复系数i评价气流在进气道内部的流动损失流量系数自由流管面积与进气道进口面积之比评价进气道的流通能力外阻系数Cxi评价进气道外部阻力二、亚音进气道1、结构形式皮托管式（扩张形通道）2、流动模型流量系数大小决定于：飞行M

3、数发动机工作状态0<<为适应的变化，减少唇口气流分离，设计成钝圆形唇口带钝圆形唇口的亚音进气道如用于超音速飞行将引起总压恢复系数降低（如Ma＝2，＝0.72)三、超音速进气道从Ma>1Ma<1滞止过程中，不可避免产生激波损失如何利用激波的性质设计超音速进气道，使滞止过程激波损失尽可能小？激波产生：超音速气流受到压缩产生的强压缩波内凹壁面（a）楔形物和锥形物(b)流向高压区（c）abc分类：正激波、斜激波、弓形波气体速度方向与激波波面夹角＝90°气流速度方向与激波波面夹角90°激波波面为弧形激波的性质气流受强烈压缩，分子间摩擦剧烈，经激波的流动为绝能不等熵流动

4、经激波气流总温不变，但气流的熵增加、总压下降强压缩波：经激波后静参数突变，静压、静温和密度突升，且波前M数越高，激波越强，参数变化越剧烈用经过激波的总压恢复系数表示激波损失激波的性质不同类型激波的共性强压缩波：经激波后静参数突变，总压下降波前Ma1越高，激波越强，参数变化越剧烈个性经正激波，波后Ma2<1；经斜激波，波后一般仍为Ma2>1对相同超音速来流，经正激波的总压损失大于斜激波例如：来流（波前）Ma1＝1.5正激波：s=0.92Ma2=0.7斜激波：(楔形物＝108’,=57),s=0.986，Ma2=1.107对于斜激波，越大，越大，激波越强，损

5、失越大经正激波，气流方向不变；经斜激波气流向波面转折相交与反射来流Ma1数＝2.0激波波系波后M数正激波0.5770.720.72一道斜激波正激波楔板角1＝20441.160.870.866正激波0.8680.996二道斜激波正激波楔板角1＝10361.6170.980.926楔板角2＝12391.120.947正激波0.89650.9982三、超音速进气道1、气动设计原理利用激波的性质，设计为多波系结构，即先利用损失小的斜激波，逐步将高超音流滞止为低超音流，再利用一道弱的正激波将超音流滞止为亚音流目的：减小因激波引起的总压损失波系结构：若干

6、斜激波结尾正激波F15超音速进气道波系结构：三道斜激波结尾正激波2、超音速进气道基本类型轴对称二元（矩形）3、超音速进气道气动原理Ma>1Ma<1通道形状：收敛—扩张三种类型混压式外压式内压式内压式超音进气道超音亚音：全部在口内完成；理想状况：总压损失小因需要喉道面积大小随来流Ma数变化进行调节引发起动问题，较少实用外压式超音进气道超音气流经过若干道斜激波后，气流速度减小，压力提高，再经过一道位于进口处的正激波降为亚音流，在口内的扩张通道内进一步减速增压超音亚音：全部在口外完成外阻较大气流经激波转折，外罩唇口设计与之相适应激波汇交于外罩唇口，激发更强的激波混压

7、式超音进气道超音亚音：介乎于前两者之间超声速来流在进口外经若干道斜激波减速成为低超音速气流在进口内再经过若干斜激波和结尾正激波滞止为亚音流外罩平直，外阻小结尾正激波可自动调节，工作稳定起动较容易外压式进气道的外罩倾斜较大，产生较大的外阻（如飞行Ma＝2.2，三道斜激波倾斜角24º）而同样飞行M数，混压式只需8º，外罩损失较小混压式超音进气道影响超音速进气道波系变化的因素（1）飞行M数变化在设计M0d数时，斜激波交点贴于唇口，当飞行M数偏离设计值时，斜激波波角发生变化，斜激波交点不再位于唇口当飞行M0