[學(xué)習(xí)]發(fā)動(dòng)機(jī)原理課件完整版：雙軸回顧

1、考試,考試時(shí)間：12月16日（15周周一） 下午4:00-6:00考試地點(diǎn)：主M202答疑時(shí)間地點(diǎn)：12月14日（14周周六）下午2:00-4:00科研南一號(hào)樓301室,2024年3月26日,1,,,雙軸燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件的共同工作,共同工作方程組：,,,,,,單、雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)比,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律,√,√,?,?,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律分析,雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何不可調(diào)（1） nL.cor=const，Ma

2、↑（2） nL=const，Ma↑（3） nH=const，Ma↑（4） T3*=const，Ma↑雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何可調(diào)（1） nL=const， A8 ↑（2） nH=const， A8 ↑（3） T3*=const， A8 ↑,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律,雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何不可調(diào)：（1）nL.cor=const，Ma↑,,,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律,雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何不可調(diào)：（2）nL=co

3、nst，Ma↑,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律,雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何不可調(diào)：（3）nH=const，Ma↑,例題分析,雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何不可調(diào)：（4）T3*=const，Ma↑,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律分析,小結(jié)：幾何不可調(diào)雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，高、低壓轉(zhuǎn)子工作點(diǎn)有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不是獨(dú)立變化的；幾何不可調(diào)雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)規(guī)律的選取多工作線沒有影響。,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律分析,雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何不可調(diào)（1） n

4、L.cor=const，Ma↑（2） nL=const，Ma↑（3） nH=const，Ma↑（4） T3*=const，Ma↑雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何可調(diào)（2） nL=const， A8 ↑（3） nH=const， A8 ↑（4） T3*=const， A8 ↑,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律,雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何可調(diào)（1）nl=const，A8↑,依據(jù)功平衡,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律,雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何可調(diào)

5、（2）nh=const，A8↑,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律,雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何可調(diào)（3）T3*=const，A8↑,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律分析,小結(jié)：原工作線：幾何不可調(diào)的工作線調(diào)節(jié)雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口面積，低壓轉(zhuǎn)子工作點(diǎn)將偏離原工作線，高壓轉(zhuǎn)子工作點(diǎn)仍沿原工作線移動(dòng)；,雙軸渦噴最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律,某飛機(jī)裝有幾何不可調(diào)雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)以標(biāo)準(zhǔn)的地面臺(tái)架狀態(tài)為設(shè)計(jì)點(diǎn)，其低壓軸物理轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)值nLd=10000r/min，最大允

6、許值nLmax=10200r/min，其高壓軸物理轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)值nHd=13000r/min，最大允許值nHmax=13650r/min，渦輪前溫度的設(shè)計(jì)值T3*=1300K，最大允許值T3*max= 1370K。該飛機(jī)由航空母艦甲板起飛，并在海面附近加速做超低空突防。若起飛階段采用了nLcor=const調(diào)節(jié)規(guī)律，在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)規(guī)律的情況下，飛機(jī)的最大允許飛行馬赫數(shù)是多少？若要進(jìn)一步提高飛行馬赫數(shù)，應(yīng)當(dāng)如何調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)規(guī)律？ （

7、假設(shè)海平面附近的大氣條件P=101325Pa，T=288.15K）,雙軸渦噴最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律,,,,雙軸渦噴最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律,,,雙軸渦噴最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律,當(dāng)nL達(dá)到限值時(shí)，調(diào)節(jié)規(guī)律變?yōu)?,,保持nL=const，高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nH、 渦輪前總溫T3* 隨飛行Ma的增加而增加，有超轉(zhuǎn)和超溫的危險(xiǎn),,,雙軸渦噴最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律,保持T3* =const，高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nH隨飛行Ma的增加而增加，仍然有超轉(zhuǎn)危險(xiǎn),當(dāng)T3*達(dá)到限值時(shí)，調(diào)節(jié)規(guī)律變?yōu)?/p>

8、,,,,雙軸渦噴最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律,保持nH=const，T1*增加，不再會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)的超溫、超轉(zhuǎn)危險(xiǎn)。,當(dāng)nH達(dá)到限值時(shí)，調(diào)節(jié)規(guī)律變?yōu)?,,雙軸渦噴最大狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)律,,,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)組合調(diào)節(jié)規(guī)律,例題分析,幾何不可調(diào)雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)保持渦輪前總溫T3*= T3max* ，那么以下哪個(gè)參數(shù)隨飛行Ma數(shù)的增加而下降（ ）低壓壓氣機(jī)進(jìn)口空氣流量低壓壓氣機(jī)出口總溫高壓壓氣機(jī)出口總溫高壓壓氣機(jī)進(jìn)口Ma數(shù),第四章 渦扇

9、發(fā)動(dòng)機(jī),,航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的共同工作和控制規(guī)律,第一節(jié) 分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)第二節(jié) 混合排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,幾種主要發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別,單軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),分別排氣渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),混合排氣渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)將從熱機(jī)中獲取的機(jī)械能分配給了更多的工作介質(zhì)，降低了排氣速度；因此，在不降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的條件下，提高推進(jìn)效率，改善低速飛行條件下的總效率，降低耗油率。發(fā)動(dòng)機(jī)由渦噴過渡

10、到渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，是否僅僅改善經(jīng)濟(jì)性？,渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),由單軸渦噴?雙軸渦噴高增壓比壓氣機(jī)，非設(shè)計(jì)狀態(tài)前后“不匹配”雙軸渦噴緩和了壓氣機(jī)前后“不匹配”的矛盾隨發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)參數(shù)提高， “不匹配”仍然嚴(yán)重解決方案：由雙軸渦噴?雙軸渦扇渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：不僅改善了經(jīng)濟(jì)性，還進(jìn)一步改善了非設(shè)計(jì)點(diǎn)匹配性,,雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)與分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別及截面定義,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,,,,涵道比隨飛行狀態(tài)的變化：,,,,,涵道比隨飛行狀態(tài)的變化

11、：,,無論外涵道噴管處于何種工作狀態(tài)，分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比B均隨飛行Ma的增加而增加。外涵道噴管臨界：Ma增加，B增加外函道噴管亞臨界：Ma增加，B大幅度增加,假設(shè)調(diào)節(jié)規(guī)律為nH=const,,,,,當(dāng)飛行Ma數(shù)的增加，導(dǎo)致高壓壓氣機(jī)相對(duì)流通能力下降時(shí)，風(fēng)扇出口的氣流將更多的流向外涵道，這有利于進(jìn)一步緩和低換算轉(zhuǎn)速下“前重后輕”的矛盾。,渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的防喘機(jī)理：,涵道比隨飛行狀態(tài)的變化：,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),與雙渦渦噴發(fā)

12、動(dòng)機(jī)類似，如果高壓渦輪導(dǎo)向器、低壓渦輪導(dǎo)向器、尾噴口都處于臨界狀態(tài)，那么，高壓渦輪、低壓渦輪的膨脹比都為常數(shù)。,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),分析方法與雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)類似：把風(fēng)扇出口視為進(jìn)氣道出口；把低壓渦輪導(dǎo)向器視為尾噴管；那么，高壓轉(zhuǎn)子完全等同于一個(gè)單軸燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī),,,,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,低壓轉(zhuǎn)子共同工作方程的推導(dǎo)（注意與雙軸渦噴的區(qū)別）：,,,,,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),低壓轉(zhuǎn)子共同工作方程的推導(dǎo)：,,,,,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),低

13、壓轉(zhuǎn)子共同工作方程的推導(dǎo)：,當(dāng)B=0時(shí)，上述方程將變成雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子共同工作方程,,,,,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)高、低壓轉(zhuǎn)子的共同工作方程：,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,,,高、低壓轉(zhuǎn)子之間的流量約束條件,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,,,,,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的共同工作方程：,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,,,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),上式說明：對(duì)于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)B=0時(shí)，低壓壓氣機(jī)出口換算流量與高壓壓氣機(jī)進(jìn)口換算流量成正比。對(duì)于渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，飛行Ma數(shù)增

14、加將引起涵道比增加，發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇進(jìn)口的換算流量下降得較慢。,補(bǔ)充新方程：,,,,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的共同工作方程：,,分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)部件的共同工作,高、低壓轉(zhuǎn)子各有一條共同工作線。當(dāng)飛行條件變化時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)在其共同工作線上移動(dòng)。高、低壓轉(zhuǎn)子的工作點(diǎn)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)幾何不可調(diào)時(shí)，與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，只有一個(gè)調(diào)節(jié)量，即主燃燒室的供油量。被調(diào)參數(shù)只能選取一個(gè)，無論選取哪個(gè)被調(diào)參數(shù)，共同工作線不變。當(dāng)Ma增加時(shí)使得換算轉(zhuǎn)速下降

15、時(shí)，涵道比B也增加，使得低壓轉(zhuǎn)子的共同工作線更加陡峭。,航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的共同工作和控制規(guī)律,第一節(jié) 分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)第二節(jié) 混合排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,,,,,混合排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)截面定義,混合排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,,,,涵道比隨飛行狀態(tài)的變化：,,,,,隨飛行Ma增加，混合排氣發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比增加速度比分別排氣發(fā)動(dòng)機(jī)快。（若風(fēng)扇、壓氣機(jī)等部件設(shè)計(jì)參數(shù)相同）,涵道比隨飛行狀態(tài)的變化：,混合排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),如果高壓渦輪導(dǎo)向器、低壓渦輪導(dǎo)向器、尾噴

16、口都處于臨界狀態(tài)，那么，高壓渦輪膨脹比為常數(shù)，但是低壓渦輪膨脹比不等于常數(shù)，這與雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)不同。,由于涵道比是變量，膨脹比也是變量,分別排氣與混合排氣的區(qū)別,如果高壓渦輪導(dǎo)向器、低壓渦輪導(dǎo)向器、尾噴口都處于臨界狀態(tài)。,1.分別排氣,高壓渦輪膨脹比是常數(shù)低壓渦輪膨脹比是常數(shù),2.混合排氣,高壓渦輪膨脹比是常數(shù)低壓渦輪膨脹比不是常數(shù),,,,,,混合排氣與分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作方程的區(qū)別：,分別排氣,混合排氣,幾何不可調(diào)混合排氣渦

17、扇發(fā)動(dòng)機(jī)高、低壓轉(zhuǎn)子工作線仍然具有唯一性,不同雙軸發(fā)動(dòng)機(jī)之間的對(duì)比,共同點(diǎn)幾何不可調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)，共同工作線都具有唯一性；區(qū)別：雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)在低換算轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，低壓轉(zhuǎn)子共同工作線較平緩，容易喘振；渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道相當(dāng)于對(duì)低壓壓氣機(jī)后端放氣，增大了q（λ）,使得工作線下移；混合排氣發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作線最陡峭，防喘效果最好。,總結(jié),雙軸發(fā)動(dòng)機(jī)：分別排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、混合排氣渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子的共同工作與單軸燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)相類似。渦扇發(fā)