第一讲-航空发动机的发展历史.ppt
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1、4/22/20231航空发动机原理与构造4/22/20232航空发动机原理与构造4/22/20233航空发动机原理与构造航空发动机原理与构造航空发动机原理与构造课程教学说明课程教学说明归归归归属属属属单单单单位位位位课课课课程程程程编编编编号号号号开开开开课课课课学期学期学期学期3 3总总总总学学学学时时时时数数数数7272学学学学时时时时学学学学 分分分分适用适用适用适用专业专业专业专业MEME首首首首选选选选教材教材教材教材 航空航空航空航空发动发动发动发动机原理与构造机原理与构造机原理与构造机原理与构造.中国民航大学校内中国民航大学校内中国民航大学校内中国民航大学校内讲义讲义讲义讲义4/
2、22/20235航空发动机原理与构造一、课程教学大纲说明一、课程教学大纲说明n n本课程与其它课程的联系本课程与其它课程的联系n n主要先修课程:气体动力学、工程热力学主要先修课程:气体动力学、工程热力学主要先修课程:气体动力学、工程热力学主要先修课程:气体动力学、工程热力学n n主要后续课程:专业英语、发动机机型主要后续课程:专业英语、发动机机型主要后续课程:专业英语、发动机机型主要后续课程:专业英语、发动机机型n n课程的性质课程的性质n n机务专业(机务专业(机务专业(机务专业(MEME)专业必修课)专业必修课)专业必修课)专业必修课 4/22/20236航空发动机原理与构造一、课程教学
3、大纲说明一、课程教学大纲说明n n课程的作用与任务课程的作用与任务 n n掌握航空发动机的基本工作原理和特性以及掌握航空发动机的基本工作原理和特性以及掌握航空发动机的基本工作原理和特性以及掌握航空发动机的基本工作原理和特性以及基本结构基本结构基本结构基本结构n n了解航空发动机各主要工作系统的组成、工了解航空发动机各主要工作系统的组成、工了解航空发动机各主要工作系统的组成、工了解航空发动机各主要工作系统的组成、工作原理作原理作原理作原理n n为今后从事相关飞机发动机维修工作打下理为今后从事相关飞机发动机维修工作打下理为今后从事相关飞机发动机维修工作打下理为今后从事相关飞机发动机维修工作打下理论
4、基础论基础论基础论基础 4/22/20237航空发动机原理与构造一、课程教学大纲说明一、课程教学大纲说明n n考核方法考核方法n n考核方式考核方式考核方式考核方式n n考试课考试课考试课考试课n n闭卷、笔试闭卷、笔试闭卷、笔试闭卷、笔试n n平时成绩平时成绩平时成绩平时成绩1515分、卷面成绩分、卷面成绩分、卷面成绩分、卷面成绩8585分分分分4/22/20238航空发动机原理与构造二、课堂要求二、课堂要求n n课堂纪律课堂纪律n n不准迟到不准迟到不准迟到不准迟到n n旷课旷课旷课旷课1010次及以上取消考试资格次及以上取消考试资格次及以上取消考试资格次及以上取消考试资格n n上课期间保
5、持安静等上课期间保持安静等上课期间保持安静等上课期间保持安静等4/22/20239航空发动机原理与构造三、课程主要内容三、课程主要内容n n航空发动机的历史回顾航空发动机的历史回顾n n热工气动基础热工气动基础n n航空发动机原理部分航空发动机原理部分n n航空发动机构造部分航空发动机构造部分4/22/202310航空发动机原理与构造1.1 人类的飞天之梦人类的飞天之梦n n两千多年前两千多年前两千多年前两千多年前的的的的风风风风筝筝筝筝n n世界上目前公世界上目前公世界上目前公世界上目前公认认认认最早最早最早最早的重于空气的的重于空气的的重于空气的的重于空气的飞飞飞飞行器行器行器行器n n它
6、是如何它是如何它是如何它是如何飞飞飞飞起来的起来的起来的起来的n n一千多年以前的一千多年以前的一千多年以前的一千多年以前的“孔孔孔孔明灯明灯明灯明灯”n n世界上最早的、最原世界上最早的、最原世界上最早的、最原世界上最早的、最原始的始的始的始的热热热热气球气球气球气球n n现现现现代代代代热热热热气球的鼻祖气球的鼻祖气球的鼻祖气球的鼻祖4/22/202311航空发动机原理与构造关于民间神话传说关于民间神话传说 n n嫦娥奔月嫦娥奔月(图(图1)n n舜帝的斗笠舜帝的斗笠(图(图2)n n风神演义中的雷震子风神演义中的雷震子n n达达芬奇笔下的芬奇笔下的“扑翼机扑翼机”(图(图3 3)n n事
7、实证明:依靠人力飞行是不可能的事实证明:依靠人力飞行是不可能的 4/22/202312航空发动机原理与构造图1 嫦娥奔月 图2 舜帝的斗笠图3 达芬奇笔下的扑翼机 4/22/202313航空发动机原理与构造气球、气球、飞飞艇、无艇、无动动力的滑翔机力的滑翔机 n n飞上天有三种基本的途径飞上天有三种基本的途径:n n基于阿基米德浮力的原理基于阿基米德浮力的原理基于阿基米德浮力的原理基于阿基米德浮力的原理n n热气球、包括氢气、氦气球,包括飞艇热气球、包括氢气、氦气球,包括飞艇热气球、包括氢气、氦气球,包括飞艇热气球、包括氢气、氦气球,包括飞艇 n n基于直接有升力的飞行基于直接有升力的飞行基于
8、直接有升力的飞行基于直接有升力的飞行n n火箭、垂直起落的飞机火箭、垂直起落的飞机火箭、垂直起落的飞机火箭、垂直起落的飞机 n n基于柏努利定律,以速度换取升力的飞行基于柏努利定律,以速度换取升力的飞行基于柏努利定律,以速度换取升力的飞行基于柏努利定律,以速度换取升力的飞行n n固定翼飞机、直升机、旋翼机固定翼飞机、直升机、旋翼机固定翼飞机、直升机、旋翼机固定翼飞机、直升机、旋翼机 4/22/202314航空发动机原理与构造补充:关于飞机发动机的知识补充:关于飞机发动机的知识n n飞机的组成?飞机的组成?飞机的组成?飞机的组成?n n机身机身机身机身n n机翼机翼机翼机翼n n尾翼尾翼尾翼尾翼
9、n n起落架起落架起落架起落架n n飞机动力装置飞机动力装置飞机动力装置飞机动力装置-发动发动发动发动机机机机n n飞机操纵系统飞机操纵系统飞机操纵系统飞机操纵系统n n各种其它设备各种其它设备各种其它设备各种其它设备4/22/202315航空发动机原理与构造补充:关于飞机发动机的知识补充:关于飞机发动机的知识n n飞机是如何产生升力?飞机是如何产生升力?飞机是如何产生升力?飞机是如何产生升力?n n对于忽略重力位能的定熵绝能不可压流对于忽略重力位能的定熵绝能不可压流对于忽略重力位能的定熵绝能不可压流对于忽略重力位能的定熵绝能不可压流 n n贝努利方程贝努利方程贝努利方程贝努利方程 4/22/
10、202316航空发动机原理与构造补充:关于飞机发动机的知识补充:关于飞机发动机的知识n n飞机的起飞过程飞机的起飞过程飞机的起飞过程飞机的起飞过程n n飞机的降落过程飞机的降落过程飞机的降落过程飞机的降落过程4/22/202317航空发动机原理与构造航空发动机发展历史航空发动机发展历史 n n航空发动机百年历史可分为两个时期:航空发动机百年历史可分为两个时期:n n第一个时期从莱特兄弟的首次飞行开始到第第一个时期从莱特兄弟的首次飞行开始到第第一个时期从莱特兄弟的首次飞行开始到第第一个时期从莱特兄弟的首次飞行开始到第二次世界大战结束为止二次世界大战结束为止二次世界大战结束为止二次世界大战结束为止
11、n n活塞式发动机统治了活塞式发动机统治了活塞式发动机统治了活塞式发动机统治了40404040年左右年左右年左右年左右n n第二个时期从第二次世界大战结束至今第二个时期从第二次世界大战结束至今第二个时期从第二次世界大战结束至今第二个时期从第二次世界大战结束至今n n60606060年来,航空燃气轮机取代了活塞式发动机年来,航空燃气轮机取代了活塞式发动机年来,航空燃气轮机取代了活塞式发动机年来,航空燃气轮机取代了活塞式发动机n n航空燃气轮机开创了喷气时代,居航空动力的主航空燃气轮机开创了喷气时代,居航空动力的主航空燃气轮机开创了喷气时代,居航空动力的主航空燃气轮机开创了喷气时代,居航空动力的主
12、导地位导地位导地位导地位 4/22/202318航空发动机原理与构造活塞式发动机时期活塞式发动机时期 n n早期飞机动力源问题的解决过程早期飞机动力源问题的解决过程 n n飞机动力源问题未解决导致屡次飞行失败飞机动力源问题未解决导致屡次飞行失败飞机动力源问题未解决导致屡次飞行失败飞机动力源问题未解决导致屡次飞行失败n n使用蒸气机作为动力源,质量过重使用蒸气机作为动力源,质量过重使用蒸气机作为动力源,质量过重使用蒸气机作为动力源,质量过重n n1810181018101810年年年年,英国科学家英国科学家英国科学家英国科学家凯凯凯凯利利利利发现发现发现发现了了了了飞飞飞飞行原理行原理行原理行原
13、理n n1876187618761876年,德国工程师奥托试制成热效率高于年,德国工程师奥托试制成热效率高于年,德国工程师奥托试制成热效率高于年,德国工程师奥托试制成热效率高于蒸汽机的四冲程煤气内燃机蒸汽机的四冲程煤气内燃机蒸汽机的四冲程煤气内燃机蒸汽机的四冲程煤气内燃机n n人们试图采用内燃机作为飞机飞行的动力源人们试图采用内燃机作为飞机飞行的动力源人们试图采用内燃机作为飞机飞行的动力源人们试图采用内燃机作为飞机飞行的动力源4/22/202319航空发动机原理与构造活塞式发动机4/22/202320航空发动机原理与构造活塞式发动机时期活塞式发动机时期n n人类历史上首次有人类历史上首次有人类
14、历史上首次有人类历史上首次有动力、载人、持动力、载人、持动力、载人、持动力、载人、持续、稳定和可操续、稳定和可操续、稳定和可操续、稳定和可操作的重于空气飞作的重于空气飞作的重于空气飞作的重于空气飞行器的飞行行器的飞行行器的飞行行器的飞行 n n航空发动机从狭义航空发动机从狭义航空发动机从狭义航空发动机从狭义上是航空器飞行上是航空器飞行上是航空器飞行上是航空器飞行的动力,从广义的动力,从广义的动力,从广义的动力,从广义上它也是航空事上它也是航空事上它也是航空事上它也是航空事业发展的推动力业发展的推动力业发展的推动力业发展的推动力 4/22/202321航空发动机原理与构造活塞式发动机时期活塞式发
15、动机时期n n活塞式发动机活塞式发动机的发展的发展n n飞机用于战争目的推动航空蓬勃发展飞机用于战争目的推动航空蓬勃发展飞机用于战争目的推动航空蓬勃发展飞机用于战争目的推动航空蓬勃发展n n早期液冷式、气冷发动机早期液冷式、气冷发动机早期液冷式、气冷发动机早期液冷式、气冷发动机n n两次世界大战推动发动机的性能提高:两次世界大战推动发动机的性能提高:两次世界大战推动发动机的性能提高:两次世界大战推动发动机的性能提高:n n单机功率从不到单机功率从不到单机功率从不到单机功率从不到10 kW10 kW10 kW10 kW增加到增加到增加到增加到2500 kW2500 kW2500 kW2500 k
16、W左右左右左右左右n n螺旋桨飞机的螺旋桨飞机的螺旋桨飞机的螺旋桨飞机的V V V V从从从从16km/h16km/h16km/h16km/h提高到近提高到近提高到近提高到近800 km/h800 km/h800 km/h800 km/hn n飞行高度达到飞行高度达到飞行高度达到飞行高度达到15000 m15000 m15000 m15000 mn n到到到到40404040年代末年代末年代末年代末,活塞发动机达到了发展的顶峰活塞发动机达到了发展的顶峰活塞发动机达到了发展的顶峰活塞发动机达到了发展的顶峰4/22/202322航空发动机原理与构造活塞式发动机时期活塞式发动机时期n n活塞式发动机
17、固有的缺陷活塞式发动机固有的缺陷n n功率与重量的矛盾功率与重量的矛盾功率与重量的矛盾功率与重量的矛盾 n n发动机功率与飞行速度的三次方成正比发动机功率与飞行速度的三次方成正比发动机功率与飞行速度的三次方成正比发动机功率与飞行速度的三次方成正比 n n发动机功率的增加,将导致发动机重量迅速增大发动机功率的增加,将导致发动机重量迅速增大发动机功率的增加,将导致发动机重量迅速增大发动机功率的增加,将导致发动机重量迅速增大(接近三次方关系)(接近三次方关系)(接近三次方关系)(接近三次方关系)n n螺旋桨的局限螺旋桨的局限螺旋桨的局限螺旋桨的局限 n n接近音速时,导致螺旋桨工作不稳定,推进效率接
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- 第一 航空发动机 发展 历史
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