燃气涡轮发动机学习教案.pptx

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1、会计学1燃气涡轮发动机燃气涡轮发动机第一页，共53页。4.1 4.1 涡轮喷气式发动机涡轮喷气式发动机涡轮喷气式发动机涡轮喷气式发动机稳态下的共同工作稳态下的共同工作(gngzu)（单（单转子发动机）转子发动机）稳态：发动机在某一转速下稳态：发动机在某一转速下连续的工作连续的工作(gngzu)状态状态 稳态下共同工作稳态下共同工作(gngzu)条件：条件：（1）转速一致）转速一致 （2)流量连流量连续续 （3）压力平衡）压力平衡 （4）功率平功率平衡衡过渡态下的共同工作过渡态下的共同工作(gngzu)剩余功率剩余功率 过渡态：启动，加过渡态：启动，加速，减速速，减速 剩余功率剩余功率=涡轮功率

2、涡轮功率-压气机功率压气机功率 第1页/共53页第二页，共53页。改变改变(gibin)供油量供油量改变改变(gibin)涡轮前温度涡轮前温度改变改变(gibin)涡轮功率涡轮功率改变发动机转速改变发动机转速加速性：用加速时间衡量。加速性：用加速时间衡量。加速时间：从慢车转速加速到最大转速或某一高转速的时间。加速时间：从慢车转速加速到最大转速或某一高转速的时间。加速性的限制：压气机喘振，涡轮超温，燃烧室富油熄火，超转限制加速性的限制：压气机喘振，涡轮超温，燃烧室富油熄火，超转限制减速过程限制：贫油熄火限制减速过程限制：贫油熄火限制民航发动机常用的工作状态：最大起飞工作状态民航发动机常用的工作状

3、态：最大起飞工作状态 最大连续工作状态最大连续工作状态 最大巡航工作状态最大巡航工作状态 慢车工作状态慢车工作状态第2页/共53页第三页，共53页。飞机喷水解释：飞机喷水解释：在航空燃气涡轮发动机中，喷液（水、水与甲醇或水与乙醇的混合液）加力的方案也在某些发动机上得到采用。在压气机进口处喷液，液体蒸发吸热，降低气温，使压气机效率提高，质量流量增加，在保持涡轮进口温度不变的条件下，可以使发动机推力加大。在燃烧室进口处喷液，使通过涡轮的质量流量大于压气机的质量流量，这样可以减少涡轮的压降和温降，使尾喷管内压力提高，从而获得附加推力。如果，在喷液的同时，向燃烧室内相应地增加供油，或混合液中含有甲醇、

4、乙醇在燃烧室中燃烧，均可进一步增大推力。在超音速飞机的发动机中，如果向进气道中喷液，可以显著地增大推力，因此这种方案在某些超音速教练机上得到采用。喷液加力的方案所能增加的推力有限，而且需要专门的附属系统，所以一般只用于某些民航机上，以增加在高原、高温机场上的起飞推力，改善飞机的起飞性能。在航空燃气涡轮发动机中，喷液（水、水与甲醇或水与乙醇的混合液）加力的方案也在某些发动机上得到采用。在压气机进口处喷液，液体蒸发吸热，降低气温，使压气机效率提高，质量流量增加，在保持涡轮进口温度不变的条件下，可以使发动机推力加大。在燃烧室进口处喷液，使通过涡轮的质量流量大于压气机的质量流量，这样可以减少涡轮的压降

5、和温降，使尾喷管内压力提高，从而获得附加推力。如果，在喷液的同时，向燃烧室内相应地增加供油，或混合液中含有甲醇、乙醇在燃烧室中燃烧，均可进一步增大推力。在超音速飞机的发动机中，如果向进气道中喷液，可以显著地增大推力，因此这种方案在某些超音速教练机上得到采用。喷液加力的方案所能增加的推力有限，而且需要专门的附属系统，所以一般只用于某些民航机上，以增加在高原、高温机场上的起飞推力，改善飞机的起飞性能。喷水加力能提高喷水加力能提高30%的附加推力。推力增加不但是由于降温、提高增压比和流量，而且是由于水汽的气体的附加推力。推力增加不但是由于降温、提高增压比和流量，而且是由于水汽的气体(qt)常数大（约

6、常数大（约463N.m/kg.K），也使单位推力增加，但是由于水在发动机中停留时间很短，只有一部分水汽化。水对压气机叶片有腐蚀作用，造成发动机性能恶化或喘振。在某些情况下，由于水的冷却，使压气机机匣卡住工作叶片。如果大气温度很低，在压气机进口喷水，还有可能引起结冰。若在燃烧室进口喷水，可以避免上面的缺点，但推力的增加不如前者。水在燃烧室内蒸发使燃气流量增加，但是由于导向器的限制，使流体阻力增加，导致压气机流量下降，并移向喘振边界。压气机增压比也稍有增加。所以向燃烧室喷水受到压气机喘振裕度的限制。），也使单位推力增加，但是由于水在发动机中停留时间很短，只有一部分水汽化。水对压气机叶片有腐蚀作用，

7、造成发动机性能恶化或喘振。在某些情况下，由于水的冷却，使压气机机匣卡住工作叶片。如果大气温度很低，在压气机进口喷水，还有可能引起结冰。若在燃烧室进口喷水，可以避免上面的缺点，但推力的增加不如前者。水在燃烧室内蒸发使燃气流量增加，但是由于导向器的限制，使流体阻力增加，导致压气机流量下降，并移向喘振边界。压气机增压比也稍有增加。所以向燃烧室喷水受到压气机喘振裕度的限制。第3页/共53页第四页，共53页。2.2.发动机特性发动机特性发动机特性发动机特性(txng)(txng)燃气涡轮发动机的性能燃气涡轮发动机的性能燃气涡轮发动机的性能燃气涡轮发动机的性能:(1)(1)(1)(1)推力（推力（推力（推

8、力（ThrustThrustThrustThrust）(2)(2)(2)(2)耗油率（耗油率（耗油率（耗油率（Specific Fuel Consumption,SFCSpecific Fuel Consumption,SFCSpecific Fuel Consumption,SFCSpecific Fuel Consumption,SFC）发动机的耗油率是发动机的第一性能指标，它反映了发动机的经发动机的耗油率是发动机的第一性能指标，它反映了发动机的经发动机的耗油率是发动机的第一性能指标，它反映了发动机的经发动机的耗油率是发动机的第一性能指标，它反映了发动机的经济性。降低发动机的耗油率始终是发

9、动机设计、研制中的一项重要目标。济性。降低发动机的耗油率始终是发动机设计、研制中的一项重要目标。济性。降低发动机的耗油率始终是发动机设计、研制中的一项重要目标。济性。降低发动机的耗油率始终是发动机设计、研制中的一项重要目标。耗油率与涵道比的关系最密切，涵道比越高，耗油率越低。耗油率与涵道比的关系最密切，涵道比越高，耗油率越低。耗油率与涵道比的关系最密切，涵道比越高，耗油率越低。耗油率与涵道比的关系最密切，涵道比越高，耗油率越低。对于一台发动机来说，它所发出的推力和消耗的油量随着不同的工作条对于一台发动机来说，它所发出的推力和消耗的油量随着不同的工作条对于一台发动机来说，它所发出的推力和消耗的油

10、量随着不同的工作条对于一台发动机来说，它所发出的推力和消耗的油量随着不同的工作条件如何变化，则是发动机性能的重要问题。这些性能包括件如何变化，则是发动机性能的重要问题。这些性能包括件如何变化，则是发动机性能的重要问题。这些性能包括件如何变化，则是发动机性能的重要问题。这些性能包括 转速转速转速转速(zhun s)(zhun s)(zhun s)(zhun s)特性（节流特性）特性（节流特性）特性（节流特性）特性（节流特性）速度特性速度特性速度特性速度特性 高度特性。高度特性。高度特性。高度特性。第4页/共53页第五页，共53页。涡轮喷气发动机的转速特性涡轮喷气发动机的转速特性(txng)(tx

11、ng)（节流特性（节流特性(txng)(txng)）:燃气涡轮发动机的推力与耗油率随发动机的转速而变化，最大转速时的推力达最大值，随着转速下降，推力减小；而在巡航状态下的耗油率为最低值，任何偏离最佳状态的转速，耗油率均增大燃气涡轮发动机的推力与耗油率随发动机的转速而变化，最大转速时的推力达最大值，随着转速下降，推力减小；而在巡航状态下的耗油率为最低值，任何偏离最佳状态的转速，耗油率均增大第5页/共53页第六页，共53页。涡轮喷气发动机的高度特性涡轮喷气发动机的高度特性:在一定转速和速度条件下，随着飞行高度的增加，由于大气密度下降，空气流量减小；另一方面，由于大气温度随着高度的提高而降低（在对流

12、在一定转速和速度条件下，随着飞行高度的增加，由于大气密度下降，空气流量减小；另一方面，由于大气温度随着高度的提高而降低（在对流(duli)(duli)顶以下），故推力随高度单调下降，下降率低于大气密度下降率。而在同温层，下降率增加，与大气密度下降率相当。顶以下），故推力随高度单调下降，下降率低于大气密度下降率。而在同温层，下降率增加，与大气密度下降率相当。由于随高度的增加，大气温度下降，故耗油率相应降低；在同温层，大气温度不变，故耗油率也保持不变。由于随高度的增加，大气温度下降，故耗油率相应降低；在同温层，大气温度不变，故耗油率也保持不变。第6页/共53页第七页，共53页。涡轮喷气发动机的速度

13、涡轮喷气发动机的速度(sd)(sd)特性特性:发动机的推力与飞行速度发动机的推力与飞行速度(sd)(sd)有密切关系，由推力公式可见，有密切关系，由推力公式可见，当迎面气流速度当迎面气流速度(sd)(sd)增大时，增大时，在相同的排气速度在相同的排气速度(sd)(sd)下，推力成比例下，推力成比例下降；另一方面，进气速度下降；另一方面，进气速度(sd)(sd)提高将引起空气流量的增加。这两个相提高将引起空气流量的增加。这两个相互矛盾的影响，使推力出现先下降而后提高，在一定的速度互矛盾的影响，使推力出现先下降而后提高，在一定的速度(sd)(sd)下，达下，达到最大值，而后，迅速下降，直到完全没有

14、推力。到最大值，而后，迅速下降，直到完全没有推力。随着飞行速度随着飞行速度(sd)(sd)提高，单位推力下降，故耗油率不提高，单位推力下降，故耗油率不断上升。断上升。第7页/共53页第八页，共53页。第8页/共53页第九页，共53页。双转子涡喷发动机的优点 （参考教材page69）（1）防喘 （2）更大推力 （3）较高压气机效率(xio l)较低涡轮前总温 （4）良好的加速性 （5）功率较小的起动机第9页/共53页第十页，共53页。4.2 4.2 涡轮风扇涡轮风扇涡轮风扇涡轮风扇(fngshn)(fngshn)发动机发动机发动机发动机n n 转速(zhun s)特性：n n 双转子涡轮风扇(f

15、ngshn)发动机的转速特性（高压转子转速）转速增大，推力增大，但接近最大转速时，推力增长越来越慢。转速增大，燃料消耗率起初下降较快，后来下降缓慢。第10页/共53页第十一页，共53页。高度特性(txng)：保持发动机转速和飞行速度不变的条件下，发动机推力和燃料消耗 率随飞行高度变化的规律，叫做发动机的高度特性(txng)。假设涡轮前温度保持不变，飞行高度升高时，空气密度减小，发动机的空气流量一直减小。在11000米以下,飞行高度升高时，大气温度降低，风扇增压比和内涵压气机增压比增加，使单位推力增大，涵道比减小；在11000米以上，大气温度保持不变，单位推力和涵道比保持不变,在上述影响(yng

16、xing)推力的三个因素中，空气流量一直占主导地位，所以，随飞行高度的升高，推力一直减小。第11页/共53页第十二页，共53页。燃油消耗率随飞行高度的变化规律在11000米以下时，主要取决于是单位推力的增大，还是(hi shi)涵道比的减小起主导作用；在11000米以上时，由于随着高度的增加,大气温度保持不变,所以单位推力和涵道比均保持不变，燃油消耗率也就保持不变。第12页/共53页第十三页，共53页。速度特性：保持(boch)飞行高度和发动机转速不变的条件下，发动机推力和燃料消耗率随飞行速度 变化的规律，叫做发动机的速度特性。涵道比随飞行速度的变化规律随着(su zhe)飞行速度的增大，涵道

17、比在不断地增大 第13页/共53页第十四页，共53页。涡扇发动机的推力随飞行 速度的变化规律推力的变化取决于涵道比、空气流量和单位(dnwi)推力 单位(dnwi)推力随飞行速度的增大而下降，涵道比增大，空气流量增大，但涵道比和空气流量增大程度不如单位(dnwi)推力下降的程度大。所以随飞行速度的增加推力将减小，特别是高涵道比的涡扇发动机，发动机的推力随飞行速度的增加推力一直是减小的，涵道比越大，推力下降的越快。第14页/共53页第十五页，共53页。燃油消耗率随飞行速度(sd)的变化规律随着飞行速度(sd)的增加而增加。低涵道比发动机上升的较慢;高涵道比发动机上升的较快 涡扇发动机，特别是高涵

18、道比的涡扇发动机，不适宜作高速飞行的动力装置，因为它的速度(sd)特性不好。第15页/共53页第十六页，共53页。4.3 4.3 涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机1工作原理和结构特点2主要(zhyo)性能参数3涡桨发动机工作特性第16页/共53页第十七页，共53页。涡轮螺旋桨发动机 由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成,在它们(t men)之间还安排了一个减速器 涡轮螺旋桨发动机的工作原理 螺旋桨产生拉力 气体流过发动机时产生反作用推力在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率,所以它在低亚音速飞行时的经济性较好 适用于低空低速的运输机和民航机第17页/共53页第十八页，共

19、53页。当从涡喷发动机基本部分（常常称为燃气发生器）的排气用于旋转附加的涡轮通过减速器驱动螺旋桨，这就是涡桨发动机 直接(zhji)传动涡轮螺桨发动机：附加功率直接(zhji)从压气机传动轴驱动螺旋桨减速器产生。自由涡轮带动：在现代涡轮螺桨发动机中更多的有自由涡轮，它独立于驱动压气机的涡轮，在发动机排气流中自由转动。自由涡轮轴通过减速器驱动螺旋桨。第18页/共53页第十九页，共53页。第19页/共53页第二十页，共53页。目前(mqin)使用的涡桨发动机有三种形式：单轴的压气机和螺旋桨用一个轴带动；双轴的一个涡轮轴带动部分级压气机，第二个涡轮轴带动其余级的压气机和螺旋桨；双轴涡轮轴 一个涡轮带

20、动压气机，另一个涡轮带动螺旋桨。采用两个单独(dnd)的涡轮会使发动机构造复杂，但可分别调整压气机和螺旋桨的转速。第20页/共53页第二十一页，共53页。目前使用的涡桨发动机有三个杆：很多涡桨发动机是自由涡轮式。在这一类发动机，基本发动机主要地作为燃气发生器起作用，完成驱动在发动机排气流中自由旋转的涡轮。自由涡轮通过减速器转动螺旋桨。PT6是由功率控制杆和螺旋桨控制杆分别操纵的发动机和螺旋桨控制系统控制的。第3个杆，称为启动控制杆用于在慢车选择高低转速(zhun s)范围和切断燃油供给使发动机停车。第21页/共53页第二十二页，共53页。自由涡轮涡桨发动机的另一种自由涡轮涡桨发动机的另一种(y

21、 zhn)结构形式是空气和燃气流动结构形式是空气和燃气流动方向从后向前，这样的结构提供给设计大的灵活性。发动机有两个独方向从后向前，这样的结构提供给设计大的灵活性。发动机有两个独立对转的涡轮。一个涡轮驱动压气机，另一个通过减速器驱动螺旋桨。立对转的涡轮。一个涡轮驱动压气机，另一个通过减速器驱动螺旋桨。基本发动机的压气机包括基本发动机的压气机包括3级轴流式压气机同级轴流式压气机同1级离心式压气机，安装级离心式压气机，安装在同一个轴上。在同一个轴上。第22页/共53页第二十三页，共53页。第23页/共53页第二十四页，共53页。第24页/共53页第二十五页，共53页。涡桨发动机的优点：涡桨发动机的

22、优点：涡轮螺桨发动机组合了涡轮喷气发动机的优点同螺旋涡轮螺桨发动机组合了涡轮喷气发动机的优点同螺旋 桨的桨的推进效率。推进效率。涡轮喷气发动机通过迅速加速相对涡轮喷气发动机通过迅速加速相对(xingdu)小的空气质小的空气质量产生量产生 它的推力，它的推力，涡轮螺桨对相对涡轮螺桨对相对(xingdu)大的空气质量施加较少的加速大的空气质量施加较少的加速产生拉力。产生拉力。The propeller gives a small acceleration to a large weight of air.The jet engine gives a large acceleration to a

23、small weight of air.第25页/共53页第二十六页，共53页。涡桨发动机的工作(gngzu)特点：涡轮螺桨发动机其涡轮既带动压气机也带动螺旋桨。约2/3的涡轮功率用来转动压气机，其余的1/3用来转动螺旋桨和传 动附件。涡桨发动机的拉力绝大部分由螺旋桨产生(chnshng)，而只有1015%由喷气产生(chnshng)。为了降低燃油消耗率常采用增压比较高的压气机。推力是由在前面的螺旋桨和在后面的喷管组合作用产生(chnshng)的 涡桨发动机的涡轮设计成从膨胀的燃气中吸收大量的能量不仅提供满足压 气机和其他附件需要的功率，而且输出最大可能的扭矩到螺旋桨轴。平衡条件为：NT=NK

24、+NB 第26页/共53页第二十七页，共53页。当量当量(dngling)轴功率、当量轴功率、当量(dngling)燃油消耗率：燃油消耗率：螺旋桨的功率称为轴功率与喷气推力产生的推进功率折和为由螺旋桨的功率称为轴功率与喷气推力产生的推进功率折和为由螺旋桨产生的功率之和。螺旋桨产生的功率之和。涡桨发动机在台架上涡桨发动机在台架上(V(V)工作时工作时,由于螺旋桨的效率由于螺旋桨的效率0,0,当量当量(dngling)(dngling)功率采用下述经验公式进行计算功率采用下述经验公式进行计算 式中的式中的 NE(KW)NE(KW)和和 F0(KN)F0(KN)是在是在V V0 0时测得的螺旋桨轴功

25、率和反时测得的螺旋桨轴功率和反作用推力。作用推力。第27页/共53页第二十八页，共53页。产生单位产生单位(dnwi)(dnwi)当量功率一个小时所消耗当量功率一个小时所消耗的燃油质量称为当量燃油消耗率。的燃油质量称为当量燃油消耗率。第28页/共53页第二十九页，共53页。n n涡轮螺旋桨发动机的当量功率涡轮螺旋桨发动机的当量功率(gngl)和和当量燃油消耗率随发动机转速，飞行高度当量燃油消耗率随发动机转速，飞行高度和飞行速度的变化规律称为涡桨发动机特和飞行速度的变化规律称为涡桨发动机特性。性。n n涡桨发动机特性分为涡桨发动机特性分为n n转速特性转速特性n n高度特性高度特性n n速度特性

26、速度特性第29页/共53页第三十页，共53页。转速特性(txng)：保持飞行高度和飞行速度不变的情况下，涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油消耗率随发动机转速的变化规律称为涡桨发动机的转速特性(txng)。高度特性(txng)：保持发动机转速和飞行速度不变的情况下，涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油消耗率随飞行高度的变化规律称为涡桨发动机的高度特性(txng)。速度特性(txng):保持发动机转速和飞行高度不变的情况下，涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油消耗率随飞行速度的变化规律称为涡桨发动机的速度特性(txng)。第30页/共53页第三十一页，共53页。第31页/共53页第三十二页，共5

27、3页。涡桨发动机控制燃油控制：涡桨或涡轴发动机的燃油控制器接受驾驶员的功率要求信号，控制器考虑一些变量和调节燃油流量提供要求的功率而且不超出发动机转速和涡轮进口温度限制。涡桨或涡轴发动机的控制系统还有附加(fji)的任务，它必需控制螺旋桨的转速或自由涡轮的转速，它也控制螺旋桨的桨叶角。第32页/共53页第三十三页，共53页。PT6是由功率控制杆和螺旋桨控制杆分别(fnbi)操纵的发动机和螺旋桨控制系统控制的。第3个杆，称为启动控制杆用于在慢车选择高低转速范围和切断燃油供给使发动机停车 第33页/共53页第三十四页，共53页。涡桨发动机的螺旋桨多是恒速螺旋桨。保持(boch)螺旋桨恒速是由螺旋桨

28、调速器实现的，它感受螺旋桨或自由涡轮转速，通过改变螺旋桨的桨叶角，即变大距，变小距，改变负荷保持(boch)螺旋桨恒速。涡桨发动机燃油控制器中有最大转速限制器，排气温度限制器以及扭矩限制器 第34页/共53页第三十五页，共53页。4.4 4.4 涡轮轴发动机涡轮轴发动机涡轮轴发动机涡轮轴发动机(dngj)(dngj)n n燃气发生器和自由涡轮燃气发生器和自由涡轮燃气发生器和自由涡轮燃气发生器和自由涡轮n n 燃气发生器其中带动压气机的涡轮叫做压气机涡轮。在压气机涡轮之后为动力燃气发生器其中带动压气机的涡轮叫做压气机涡轮。在压气机涡轮之后为动力燃气发生器其中带动压气机的涡轮叫做压气机涡轮。在压气

29、机涡轮之后为动力燃气发生器其中带动压气机的涡轮叫做压气机涡轮。在压气机涡轮之后为动力 涡轮，如果与前面的涡轮涡轮，如果与前面的涡轮涡轮，如果与前面的涡轮涡轮，如果与前面的涡轮在机械上没有联系，称为自由涡轮。在机械上没有联系，称为自由涡轮。在机械上没有联系，称为自由涡轮。在机械上没有联系，称为自由涡轮。n n自由涡轮通过输出轴输出功率自由涡轮通过输出轴输出功率自由涡轮通过输出轴输出功率自由涡轮通过输出轴输出功率 ，经减速器经减速器经减速器经减速器(通常有体内减速器和主减速器通常有体内减速器和主减速器通常有体内减速器和主减速器通常有体内减速器和主减速器)以低转速和大扭矩带动旋翼，以低转速和大扭矩带

30、动旋翼，以低转速和大扭矩带动旋翼，以低转速和大扭矩带动旋翼，小部分功率通过尾桨减速器带动尾桨。这种形式的涡轮轴发动机有以下几方面的优点：小部分功率通过尾桨减速器带动尾桨。这种形式的涡轮轴发动机有以下几方面的优点：小部分功率通过尾桨减速器带动尾桨。这种形式的涡轮轴发动机有以下几方面的优点：小部分功率通过尾桨减速器带动尾桨。这种形式的涡轮轴发动机有以下几方面的优点：n n 1 1 研制比较方便，前后两个部件可分别研制比较方便，前后两个部件可分别研制比较方便，前后两个部件可分别研制比较方便，前后两个部件可分别(fnbi)(fnbi)进行，特别是采用现成的涡轮进行，特别是采用现成的涡轮进行，特别是采用

31、现成的涡轮进行，特别是采用现成的涡轮 n n 喷气发动机改型时，喷气发动机改型时，喷气发动机改型时，喷气发动机改型时，更为有利；更为有利；更为有利；更为有利；n n 2 2 起动时只要带动燃气发生器，所以所需要的起动机功率较小起动时只要带动燃气发生器，所以所需要的起动机功率较小起动时只要带动燃气发生器，所以所需要的起动机功率较小起动时只要带动燃气发生器，所以所需要的起动机功率较小n n3 3 自由涡轮的工作对燃气发生器工作的影响较少，燃气发生器的工作自由涡轮的工作对燃气发生器工作的影响较少，燃气发生器的工作自由涡轮的工作对燃气发生器工作的影响较少，燃气发生器的工作自由涡轮的工作对燃气发生器工作

32、的影响较少，燃气发生器的工作n n 比较稳定；比较稳定；比较稳定；比较稳定；第35页/共53页第三十六页，共53页。4 燃气发生器和旋翼以各自不同的转速燃气发生器和旋翼以各自不同的转速(zhun s)工作，比较有利于选择各自合适的转速工作，比较有利于选择各自合适的转速(zhun s)注意：注意：发动机转子转速发动机转子转速(zhun s)必需经过减速器减速后驱动旋翼。必需经过减速器减速后驱动旋翼。直升机不同飞行状态所要求的不同功率可以通过改变旋翼转速直升机不同飞行状态所要求的不同功率可以通过改变旋翼转速(zhun s)和旋翼桨距实现。和旋翼桨距实现。旋翼桨叶尺寸很大，发动机转子转速旋翼桨叶尺寸

33、很大，发动机转子转速(zhun s)必需经过减速器减速后驱动旋翼。必需经过减速器减速后驱动旋翼。旋翼转速旋翼转速(zhun s)改变带来离心力的很大变化，希望旋翼转速改变带来离心力的很大变化，希望旋翼转速(zhun s)恒定，由自由涡轮来驱动旋翼将极为方便。恒定，由自由涡轮来驱动旋翼将极为方便。旋翼恒速即自由涡轮恒速，功率的改变则靠桨距改变，相应改变燃气发生器转速旋翼恒速即自由涡轮恒速，功率的改变则靠桨距改变，相应改变燃气发生器转速(zhun s)实现。实现。第36页/共53页第三十七页，共53页。直升机大多采用多台发动机，它们驱动共同(gngtng)的旋翼。所以希望每台发动机的输出功率相同即

34、功率匹配，这对直 升机的强度是有利的。匹配最大原理：如果使用两台发动机，将两台发动机的扭矩做比较。输出扭矩大的发动机不做改变，输出扭矩小的发动机将增加燃油流量，增大输出扭矩，直到与扭矩大的发动机相等。这称为匹配最大原理，它可以防止扭矩负载分配回路将好的发动机功率减少去匹配功率受到限制的发动机。为直升机提供动力的多台发动机输出扭矩相加，并且与预定的扭矩限制值比较。如果总扭矩超限，将同时减少各台发动机的燃油流量减少输出扭矩。自由涡轮（动力涡轮）转速调节器，始终保持动力涡轮转速等于选的基准值，用于保持旋翼转速恒定。排气温度限制器保持涡轮温度不超限。第37页/共53页第三十八页，共53页。第38页/共

35、53页第三十九页，共53页。可用功率轴（功率杆）和负载要求轴（桨距杆）直升机有可用功率轴和负载要求轴，形式上类似于一般发动机的功率杆和停车杆，但功能不同。直升机的可用功率轴或者说功率杆给出燃气发生器可以(ky)提供的最大功率。该杆控制启动、停车、燃气发生器转速等。发动机的实际发出的功率则由负载要求轴即桨距杆确定。负载要求轴与总距调节相连。采用电子控制装置的发动机，旋翼恒速、负载分配、超温限制、超扭限制等功能易于实现，自动地精确调准保证旋翼转速下的功率要求。第39页/共53页第四十页，共53页。第40页/共53页第四十一页，共53页。部件结构部件结构部件结构部件结构(jigu)(jigu)特点特

36、点特点特点n n进气装置进气装置(zhungzh)：n n 直升机的飞行速度较低，压直升机的飞行速度较低，压气机进口的流速总是大于飞气机进口的流速总是大于飞 行行速度。所以进气系统为收敛管道速度。所以进气系统为收敛管道的的 进气系统。进气系统。第41页/共53页第四十二页，共53页。练习题练习题练习题练习题n n1.1.涡轮螺旋桨和涡轮风扇、涡轮喷气发动机比较，随飞机速度增加，推力涡轮螺旋桨和涡轮风扇、涡轮喷气发动机比较，随飞机速度增加，推力()()。n nA A上下波动上下波动 B B 下降的慢下降的慢 C C 下降的快下降的快 D D 上升上升(shngshng)(shngshng)的快的

37、快n nc cn n2.2.涡轴发动机驱动的旋翼是由涡轴发动机驱动的旋翼是由()()。n nA A 燃气发生器涡轮直接带动的燃气发生器涡轮直接带动的 B B 自由涡轮直接带动的自由涡轮直接带动的 n nC C 自由涡轮经减速器带动的自由涡轮经减速器带动的 D D 压气机带动的压气机带动的n nc cn n3.3.航空燃气涡轮喷气发动机经济性的指标是航空燃气涡轮喷气发动机经济性的指标是()()。n nA A 单位推力单位推力 B B 燃油消耗率燃油消耗率 C C 涡轮前燃气总温涡轮前燃气总温 D D喷气速度喷气速度n nb b第42页/共53页第四十三页，共53页。练习题练习题练习题练习题n n

38、4.4.影响涡扇发动机推力的因素有影响涡扇发动机推力的因素有()()。n nA A 内涵空气流量，单位推力和涵道比内涵空气流量，单位推力和涵道比 B B 油气比，单位推力和涵道比油气比，单位推力和涵道比 n nC C 压气机的级数和涡轮的级数压气机的级数和涡轮的级数 D D 冲压冲压(chngy)(chngy)比，流量函数和总压恢复系数比，流量函数和总压恢复系数n na an n5.5.高涵道比的燃气涡轮风扇发动机外涵产生的推力占到总推力的高涵道比的燃气涡轮风扇发动机外涵产生的推力占到总推力的()()。n nA 20A 20 B 40 B 40 C 80 C 80或更多或更多 D 60 D 6

39、0n nc cn n6.6.燃气涡轮喷气发动机的推力与流过发动机的空气流量之比称为燃气涡轮喷气发动机的推力与流过发动机的空气流量之比称为()()。n nA A 力比力比 B B 推重比推重比 C C 流量比流量比 D D 单位推力单位推力n nd d第43页/共53页第四十四页，共53页。练习题练习题练习题练习题n n7.7.直升机装有多台涡轴发动机，如何实现功率匹配直升机装有多台涡轴发动机，如何实现功率匹配(p(p pi)?pi)?n nA A多台发动机功率取平均值多台发动机功率取平均值 B B取转速平均值取转速平均值n nC C取油量平均值取油量平均值 D D以功率最大的准，进行匹配以功率

40、最大的准，进行匹配(p(p pi)pi)，功率低的增加供油，功率低的增加供油 n n8.8.燃气发生器稳态下的共同工作条件是燃气发生器稳态下的共同工作条件是()()n nA A 转速一致，流量连续，压力平衡和功率平衡转速一致，流量连续，压力平衡和功率平衡n nB B 温度一致，流量连续，拉力平衡和功率平衡温度一致，流量连续，拉力平衡和功率平衡n nC C 速度一致，温度连续，热量平衡和能量平衡速度一致，温度连续，热量平衡和能量平衡n nD D 温度一致，流量连续，推力平衡和功率平衡温度一致，流量连续，推力平衡和功率平衡n na an n9.9.燃气涡轮发动机在减速过程中，注意防止出现燃气涡轮发

41、动机在减速过程中，注意防止出现()()。n nA A 富油熄火富油熄火 B B 贫油熄火贫油熄火 C C 超温超温 D D 超转超转 n nb b第44页/共53页第四十五页，共53页。练习题练习题练习题练习题n n10.10.发动机能够保持稳定工作的最小转速是发动机能够保持稳定工作的最小转速是()()。n nA A 自持转速自持转速 B B 慢车转速慢车转速 C C 巡航转速巡航转速 D D 最大连续转速最大连续转速 n nd dn n11.11.燃气涡轮发动机在慢车工作状态时，涡轮前燃气总温燃气涡轮发动机在慢车工作状态时，涡轮前燃气总温()()。n nA A 很低很低 B B 较低较低 C

42、 C 高高 D D 等于允许最高值等于允许最高值 n n c cn n12.()12.()不属于不属于(sh(sh y)y)航空燃气涡轮喷气发动机的特性。航空燃气涡轮喷气发动机的特性。n nA A 节流特性节流特性 B B 速度特性速度特性 C C 高度特性高度特性 D D 负荷特性负荷特性n n13.13.在飞行速度、飞行高度和转速保持不变的情况下，燃气涡轮喷气发动机的推力随大气在飞行速度、飞行高度和转速保持不变的情况下，燃气涡轮喷气发动机的推力随大气温温 度的提高度的提高()()。n nA A 而增大而增大 B B而减小而减小 C C 保持不变保持不变 D D 先增加后稍有减小先增加后稍有

43、减小n nb b第45页/共53页第四十六页，共53页。练习题练习题练习题练习题n n14.14.燃气涡轮螺旋桨发动机中的螺旋桨的功用燃气涡轮螺旋桨发动机中的螺旋桨的功用(gngyng)(gngyng)是是()()。n n A A 产生离心力产生离心力 B B 产生拉力产生拉力 C C 产生弹力产生弹力 D D 产生应力产生应力n nB Bn n15.15.在在()()发动机中，对大量的气流施加小的加速推动飞机前进。发动机中，对大量的气流施加小的加速推动飞机前进。n nA A 涡轮轴涡轮轴 B B 涡轮喷气涡轮喷气 C C 涡轮螺旋桨涡轮螺旋桨 D D 涡轮风扇涡轮风扇n nC Cn n16.

44、16.涡桨发动机燃油控制器中的限制器有涡桨发动机燃油控制器中的限制器有()()。n nA A 最大转速限制器，排气温度限制器和扭矩限制器最大转速限制器，排气温度限制器和扭矩限制器 n nB B 滑油温度限制器，滑油压力限制器和扭矩限制器滑油温度限制器，滑油压力限制器和扭矩限制器n nC C 空气流量限制器和最大转速限制器空气流量限制器和最大转速限制器n nD D 最大桨叶角限制器和排气温度限制器最大桨叶角限制器和排气温度限制器n nA An n17.17.确定螺桨发动机地面工作时当量功率必须分别测量螺旋桨的确定螺桨发动机地面工作时当量功率必须分别测量螺旋桨的()()和和()()。n nA A

45、力矩，反作用推力力矩，反作用推力 B B 轴功率，喷气推力轴功率，喷气推力 C C 功率，转速功率，转速 D D 转速，正向推力转速，正向推力n nB B第46页/共53页第四十七页，共53页。练习题练习题练习题练习题n n18.18.发动机扭矩和转速用以决定涡桨发动机产生的发动机扭矩和转速用以决定涡桨发动机产生的()()。n nA A 输出力输出力 B B 功功 C C 功率功率 D D 力矩力矩n nC Cn n19.19.具有具有(jy(jy u)u)恒速螺旋桨的涡桨发动机，保持螺旋桨恒速是由恒速螺旋桨的涡桨发动机，保持螺旋桨恒速是由()()实现的。实现的。n nA A 齿轮机构齿轮机构

46、 B B 减速器螺旋桨减速器螺旋桨 C C 调速器调速器 D D 星形结构星形结构n nC Cn n20.20.现代涡轮螺旋桨发动机中更多的用现代涡轮螺旋桨发动机中更多的用()()驱动螺旋桨。驱动螺旋桨。n nA A 自由涡轮直接自由涡轮直接 B B 压气机直接压气机直接 C C高压涡轮直接高压涡轮直接 D D 自由涡轮通过减速器自由涡轮通过减速器n nDDn n21.21.涡轮螺旋桨和涡轮风扇、涡轮喷气发动机比较，随飞机速度增加，推力涡轮螺旋桨和涡轮风扇、涡轮喷气发动机比较，随飞机速度增加，推力()()。n nA A上下波动上下波动 B B 下降的慢下降的慢 C C 下降的快下降的快 D D

47、 上升的快上升的快n nC C第47页/共53页第四十八页，共53页。练习题练习题练习题练习题n n22.22.直升机不同飞行状态所要求的不同功率可以通过改变直升机不同飞行状态所要求的不同功率可以通过改变()()来实现。来实现。n n A A 旋翼转速和旋翼桨距旋翼转速和旋翼桨距 B B 进气压力进气压力 C C 进气温度进气温度 D D 滑油供给量滑油供给量n nA An n23.23.直升机的旋翼接受的功率取决于旋翼的直升机的旋翼接受的功率取决于旋翼的()()和桨叶角。和桨叶角。n nA A 质量质量 B B 转速转速 C C 尺寸尺寸 D D 位置位置n nB Bn n24.24.在涡扇

48、发动机中用来压缩外涵空气和增加内涵动能的能量称之为在涡扇发动机中用来压缩外涵空气和增加内涵动能的能量称之为()()。n nA A 自由能自由能 B B 内能内能 C C 压缩功压缩功 D D 膨胀功膨胀功n nA An n25.25.为了满足分别排气的涡扇发动机最佳自由能的分配为了满足分别排气的涡扇发动机最佳自由能的分配(fnpi)(fnpi)，要求内涵的排气速度，要求内涵的排气速度()()外涵的外涵的排气速度：排气速度：n nA A 等于等于 B B 小于小于 C C 稍大于稍大于 D D 稍小于稍小于n nC C第48页/共53页第四十九页，共53页。练习题练习题练习题练习题n n26.2

49、6.燃气涡轮喷气发动机产生推力的依据是燃气涡轮喷气发动机产生推力的依据是()()。n nA A 牛顿牛顿(ni dn)(ni dn)第二定律和牛顿第二定律和牛顿(ni dn)(ni dn)第三定律第三定律 B B 热力学第一定律和热力学热力学第一定律和热力学第二定律第二定律n nC C 牛顿牛顿(ni dn)(ni dn)第一定律和付立叶定律第一定律和付立叶定律 D D 道尔顿定律和玻尔兹曼定律道尔顿定律和玻尔兹曼定律n nA An n27.27.燃气涡轮喷气发动机的推力与流过发动机的空气流量之比称为燃气涡轮喷气发动机的推力与流过发动机的空气流量之比称为()()。n nA A 力比力比 B B

50、 推重比推重比 C C 流量比流量比 D D 单位推力单位推力n nDDn n28.28.影响燃气涡轮喷气发动机推力的因素有影响燃气涡轮喷气发动机推力的因素有()()n nA A 发动机的重量发动机的重量 B B 低热值低热值 C C进气流量进气流量 D D 喷气速度喷气速度n nBCDBCDn n29.29.使燃气涡轮喷气发动机实际热效率达到最大时的增压比称为使燃气涡轮喷气发动机实际热效率达到最大时的增压比称为()()增压比。增压比。n nA A 最有效最有效 B B 最佳最佳 C C 最经济最经济 D D最适宜最适宜n nC C第49页/共53页第五十页，共53页。练习题练习题练习题练习题