发动机原理第二章尾喷管.ppt

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1、第五节 尾喷管一、功能及设计要求一、功能及设计要求1、功能、功能u燃气膨胀加速，气流高速排出，产生反作用推力；燃气膨胀加速，气流高速排出，产生反作用推力；u调节调节喷管临界截面积改变发动机工作状态；喷管临界截面积改变发动机工作状态；u推力推力换向换向。2、设计要求、设计要求u流动损失小流动损失小u尽可能完全膨胀尽可能完全膨胀u排气方向尽可能沿所希望的方向排气方向尽可能沿所希望的方向u根据需要，截面积几何尺寸可调根据需要，截面积几何尺寸可调u噪音低噪音低反推装置u垂直垂直/短距短距 起降喷管起降喷管u推力矢量喷管推力矢量喷管苏苏-27眼镜蛇机动动作眼镜蛇机动动作F119矢量喷管矢量喷管EJ200

2、矢量喷管矢量喷管F100-PW-229矢量喷管矢量喷管苏苏-37特技飞行特技飞行苏苏-37特技飞行特技飞行二维收-扩矢量喷管特点u提高机动性与操纵性u减少飞机尾部阻力u缩短 STOL 距离u降低红外、雷达信号特征u可用大角度俯冲，u 提高投射武器精度3、分类u纯收敛型纯收敛型u收敛收敛-扩张扩张型型u塞式塞式u引射引射u推力矢量推力矢量u带反推带反推按流路通道分：按流路通道分：u收敛收敛u收敛收敛-扩张扩张二、工作原理1、排气速度、排气速度u绝能流动绝能流动 进出口总焓相等进出口总焓相等u如果在出口达到如果在出口达到完全膨胀完全膨胀u用总压恢复系数用总压恢复系数考虑流动损失考虑流动损失u排气速

3、度正比于排气速度正比于 T4*、P4*/P0 喷管截面编号喷管截面编号进口截面进口截面4出口截面出口截面92、纯收敛型喷管u出口为纯收敛段出口为纯收敛段u出口截面积可调：出口截面积可调：u超音速、带复燃加超音速、带复燃加力力u出口截面积固定：出口截面积固定：u亚音速飞机亚音速飞机2、纯收敛型喷管u特点特点 出口气流速度最高只能达到当地音速出口气流速度最高只能达到当地音速u当气流在出口不能达到完全膨胀时当气流在出口不能达到完全膨胀时喷管处于喷管处于超临界状态超临界状态 p9 p0u推力推力F和推力损失系数和推力损失系数 V9气流完全膨胀速度气流完全膨胀速度 飞机以高超音速飞行时，采用纯收敛喷管将

4、导致推力损失约飞机以高超音速飞行时，采用纯收敛喷管将导致推力损失约23%为使达到音速的气流继续膨胀，必须用扩张通道气体流速、马赫数与通道截面积的关系：气体流速、马赫数与通道截面积的关系：3、收敛扩张型u固定的收敛固定的收敛-扩张喷管扩张喷管u可调的收敛可调的收敛-扩张喷管扩张喷管u带中心锥体的喷管带中心锥体的喷管u引射喷管引射喷管固定的收敛固定的收敛-扩张喷管扩张喷管u当喷管为固定的当喷管为固定的面积比面积比A9/A8时，时，只对应某一个特定只对应某一个特定的膨胀比，可以使的膨胀比，可以使气流在喷管出口达气流在喷管出口达到完全膨胀，偏离到完全膨胀，偏离此膨胀比，都回造此膨胀比，都回造成推力损失

5、。成推力损失。截面编号进口截面进口截面7，喉道截面，喉道截面8，出口截面，出口截面9可调节的收敛可调节的收敛-扩张喷管扩张喷管u随飞行状态变化随飞行状态变化,由马达带动作动筒由马达带动作动筒拉动拉杆拉动拉杆,改变喷改变喷管临界截面积、出管临界截面积、出口截面积口截面积,使气流使气流尽可能在出口处达尽可能在出口处达到完全膨胀。到完全膨胀。带中心锥体的喷管带中心锥体的喷管u由中心锥体和外罩组成由中心锥体和外罩组成u外罩出口处形成喷管临外罩出口处形成喷管临界截面界截面u气流绕外罩唇口产生膨气流绕外罩唇口产生膨胀波，膨胀加速胀波，膨胀加速u沿轴向移动中心锥体实沿轴向移动中心锥体实现临界截面调节现临界截

6、面调节引射喷管引射喷管u由一个纯收敛喷管和一个同心的外套筒组成。由一个纯收敛喷管和一个同心的外套筒组成。u收敛喷管排出发动机高压燃气，引射外套筒的收敛喷管排出发动机高压燃气，引射外套筒的二股气流；二股气流；u主气流在周围亚音气流中膨胀，形成主气流在周围亚音气流中膨胀，形成“流体流体”壁面扩张段，主气流继续减速，高速排出。壁面扩张段，主气流继续减速，高速排出。u形成的形成的“流体流体”壁面可以随主气流压力变化自壁面可以随主气流压力变化自动调节。动调节。三、喷管特性u内流特性内流特性 总压恢复系数随喷管总压恢复系数随喷管膨胀比的变化膨胀比的变化u外流特性外流特性 后体阻力后体阻力 阻力系数随飞行马

7、赫阻力系数随飞行马赫数变化数变化小结小结u压气机增压原理压气机增压原理(排列、基元级速度三角形、轮缘功排列、基元级速度三角形、轮缘功)u涡轮作功原理涡轮作功原理(排列、基元级速度三角形、轮缘功）排列、基元级速度三角形、轮缘功）u压气机和涡轮的热力过程、主要参数、功的表达式压气机和涡轮的热力过程、主要参数、功的表达式u压气机通用特性压气机通用特性u涡轮临界工作状态涡轮临界工作状态u燃烧室燃烧过程及零组件在燃烧过程中的作用燃烧室燃烧过程及零组件在燃烧过程中的作用u进气道气动设计及工作原理、特性进气道气动设计及工作原理、特性u尾喷管工作原理（纯收敛、收敛尾喷管工作原理（纯收敛、收敛-扩张）、收扩喷管扩张）、收扩喷管截面积必须可调、喷管调节引起后体阻力变化。截面积必须可调、喷管调节引起后体阻力变化。