文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 涡喷发动机的工作原理

涡喷发动机的工作原理

涡喷发动机的工作原理
涡喷发动机的工作原理

1.涡喷发动机的工作原理?

涡喷发动机以空气为介质,进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机;压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功,提高空气的压力;空气在燃烧室内和燃油混合燃烧,将燃料化学能转变成热能,生成高温高压燃气;燃气在涡轮内膨胀,将热能转为机械能,驱动涡轮旋转,带动压气机;燃气在喷管内继续膨胀,加速燃气,燃气以较高速度排出,产生推力。

2.涡轮发动机的特征,什么是燃气涡轮发动机的特性?发动机特性分哪几种?

特征:发动机作为一个热机,它将燃料的热能转变为机械能,同时作为一个推进器,它利用所产生的机械能使发动机获得推力。

发动机的特性:燃气涡轮发动机的推力和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叫发动机特性。发动机特性分为:保持飞机高度和飞机速度不变的情况下,发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。在给定的调节规律下,保持发动机的转速和飞机速度不变时,发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。在给定的调节规律下,保持发动机的转速和飞行高度不变时,发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度(或马赫数)的变化规律叫速度特性。

3.净推力和总推力

根据牛顿第2,第3定律,气流进入发动机和离开发动机的动量发生变化,产生推力。

净推力:取决于离开发动机的燃气动量与进来的空气动量加进来的燃油动量。净推力还包括喷管出口的静压超过周围空气的静压产生的推力。Fn=Qma(Vj-Va)+Aj(Pj-Pam)

总推力:是指当飞机静止时发动机排气产生的推力,包括排气动量产生的推力和喷口静压和环境空气静压之差产生的附加推力。Fg=Qma(Vj)+Aj(Pj-Pam)。

正常飞行时,压气机、扩压器、燃烧室、排气锥产生向前推力,涡轮、尾喷口产生向后的推力。

4.影响热效率的因素?

热效率表明,在循环中加入的热量有多少变为机械功。影响因素有:加热比(涡轮前燃气总温),压气机增压比,压气机效率和涡轮效率。加热比、压气机效率和涡轮效率增大,热效率也增大。压气机增压比提高,热效率增大,当增压比等于最经济增压比时,热效率最大,继续提高增压比,热效率反而下降。热效率也称做内效率。

5.进气道的作用?什么是进气道总压恢复系数?

一是尽可能多的恢复自由气流的总压并输送该压力到压气机,这就是冲压恢复或压力恢复;二是提供均匀的气流到压气机使压气机有效地工作。进气道出口截面的总压与进气道前方来流的总压比值,叫做进气道总压恢复系数,该系数是小于1的数值,表示进气道的流动损失。

6.进气道冲压比的定义,影响冲压比的因素?

进气道的冲压比是:进气道出口处的总压与远方气流静压的比值。冲压比越大,说明空气在压气机前的冲压压缩程度越大,影响冲压比因素:流动损失,飞行速度和大气温度。(大气密度、高度、发动机转速):当大气温度和飞行速度一定时,流动损失大,则冲压比下降;当大气温度和流动损失一定时,飞行速度越大,则冲压比增加;当飞行速度和流动损失一定时,大气温度上升,则冲压比下降。

7.压气机分哪两种?目前燃气涡轮发动机中常采用哪一种,为什么?

离心式和轴流式。目前燃气涡轮发动机中常采用轴流式压气机。这是因为轴流式压气机具有下述优点:总的增压比高,压气机效率高,单位面积的流通能力高,迎风面积小,阻力小。缺点:单级增压比低,结构复杂

离心式优点:单级增压比高,压气机稳定工作范围宽,结构简单可靠,重量轻,长度短,起动功率小,缺点:流动损失大,效率低,单位面积的流通能力低,迎风面积大,阻力大

8.进口导向叶片的功能是什么?决定进入压气机叶片气流攻角的因素是什么?

为了保证压气机工作稳定,有的在第1级工作叶轮前还有一排不动的叶片称为进口导向叶片。其功能是引导气流的流动方向产生预旋,使气流以合适的方向流入第1级工作叶轮。决定因素是:工作叶轮进口处的绝对速度(包括大小和方向),压气机的转速。

9.简要说明空气在多级压气机中的流动。

基元级的叶栅通道均是扩张形的。在叶轮内,绝对速度增大,相对速度减小。同时,总压、静压和总温、静温都升高;在整流器内,绝对速度减小;静压和静温升高,总压略有下降,总温保持不变。由此可见,空气流过基元级时,不仅在叶轮内受到压缩,而且在整流器内也受到压缩。

10.基元速度三角形、气流攻角、影响攻角的因素及物理意义

速度三角形:基元级包括一级转子和一级静子。这两排叶栅中动叶叶栅以圆周速度运动,静叶叶栅静止不动。从静叶出来的气流速度是绝对速度。进入动叶的气流速度是相对速度。绝对速度等于相对速度和圆周速度的向量之和。这就是速度三角形。

攻角:工作叶轮进口处相对速度的方向和叶片弦线之间的夹角叫攻角。

影响攻角的因素有两个:一个是转速,另一个是工作叶轮进口处的绝对速度(包括大小和方向)。

物理意义:流量系数小于设计值,呈正攻角,会使气流在叶背处分离,而这种气流分离扩展到整个叶栅通道时导致压气机喘振;大于设计值,呈负攻角,会使气流在叶盆出分离,形成涡轮状态。

11.什么是压气机的流量系数?影响压气机流量系数的因素有哪些?它的物理意义是什么?

压气机的流量系数是工作叶轮进口处的绝对速度在发动机轴线的分量和工作叶轮旋转的切向速度之比。影响流量系数的因素有两个:一个是转速,另一个是叶轮进口处的绝对速度。物理意义:流量系数比设计值小,会使气流在叶背处发生分离;流量系数比设计值过大,使气流在叶盆处发生分离。

12.什么是压气机的喘振?导致喘振的根本原因是什么?

喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频高振幅的振荡现象。导致喘振的根本原因是由于气流攻角过大,在叶背处发生分离而这种气流分离扩展到整个叶栅通道。

13.在压气机中,什么是预旋和正预旋?说明正预旋的作用?

第一级工作叶轮进口处绝对速度在切线方向的分量称为预旋。若叶轮进口处绝对速度的切向分量与叶轮旋转的圆周速度方向一致,称为正预旋,否则称为负预旋;|预旋是由进气导向器产生的,目的是改变相对速度的方向,减小气流攻角,避免气流在叶背处发生分离,防止压气机喘振。

14.压气机的增压比的定义是什么?它与级增压比是什么关系?

压气机的增压比是:压气机出口处的总压与压气机进口处的总压之比。

压气机的增压比等于各级增压比乘积。

15.发动机流量特性,喘振边界定义,喘振裕度定义?

压气机的性能参数即增压比和效率随工作参数即压气机的空气流量、压气机转子转速、进入压气机的空气总温、总压的变化规律称为压气机特性。

在进入压气机的空气总温、总压保持不变的情况下,压气机的增压比和效率随进入压气机的空气流量、压气机转子转速的变化规律称为压气机的流量特性。

喘振边界:即不同转速下喘振点的连线。

喘震裕度:为了避免压气机喘振,必须保持工作线和喘振线有足够的距离,这个距离用喘振裕度来衡量。更具体的说,喘振裕度为在同一空气流量下,喘振点和工作点的增压比之差与工作点增压比的比值。

16.涡轮发动机压气机防止喘振的方法和原理?

原理:压气机在非设计状态下通过一些措施也能保持与压气机几何形状相适应的速度三角形,从而使攻角不要过大或过小。方法:采用放气活门或放气带、压气机静子叶片可调和多转子

采用放气活门或放气带:通过改变气流流量即改变工作叶轮进口处绝对速度轴向分量的大小改变其相对速度的大小和方向,使前面的攻角减小,后面的攻角增大,达到防喘目的;压气机静子叶片可调:即改变静子叶片的安装角,通过改变工作叶轮进口处绝对速度的切向分量大小也称预旋量,从而改变进口处相对速度的方向,减小攻角进行防喘;多转子:通过改变转子转速,即改变压气机动叶的切向速度来改变工作叶轮进口处气流相对速度的方向,减小攻角而达到防喘目的。

17.双转子发动机的防喘原理?

双转子或三转子的防喘原理是通过分别改变低压压气机和高压压气机的转速,以减小攻角,达到防喘的目的。

18.压气机叶片为什么要扭转?如何扭转?

压气机叶片的扭转主要是因为转子叶片呈翼型截面形状,通常涉及沿其长度有一压力梯度,以保证空气维持一个比较均匀的轴向速度,向叶尖方向逐渐变高的压力抵消转子作用在气流上的离心作用,为此必须将叶片从叶根向尖部“扭转”,以便在每一点都有一个正确的攻角。叶片的扭转情况是:在叶尖处叶型弯度小,叶型安装倾斜度大;在叶根处叶型弯度大,叶型安装倾斜度小。

19.发动机燃烧室的特点与要求?

燃烧室的任务是将通过喷嘴供应的燃油和压气机供应的空气混合燃烧释放能量,供给涡轮所需的均匀加热的平稳燃气流。这一任务必须以最小的压力损失来完成,并且在有限的可用空间里释放出最大的热量。特点:燃烧室在高温下工作,条件十分恶劣。燃烧室工作的好坏直接关系道发动机工作与性能;承受燃烧产物造成的腐蚀以及温度梯度产生的蠕变失效和由振动力产生的疲劳。基本要求是:点火可靠(影响点火可靠的因素是燃油与空气的比例)、燃烧稳定(燃烧的稳定性是指在宽广的工作范围内平稳燃烧和火焰的保持能力,稳定燃烧的条件是燃烧时气流速度等于火焰的传播速度)、燃烧效率高(常用来衡量燃烧完成的程度)、压力损失小、尺寸小(意味在单位燃烧室空间中,在单位时间内可用燃烧更多的燃油,常用容热强度来衡量燃烧室容积的利用程度)、出口温度场分布满足要求(火焰除点火过程的短暂时间外,不得伸出燃烧室;在燃烧室出口环形通道上的温度分布尽可能均匀;在径向上靠近叶尖和叶根处的温度应低一些,而距离叶尖大约1/3处温度最高)、燃烧完全、排气污染小(碳氢化合物、烟、一氧化碳和氮的氧化物)、寿命长。

20.余气系数的定义和意义?

余气系数a是指进入燃烧室的空气流量与进入燃烧室的燃油流量完全燃烧所需要的最少的理论空气量L。之比。意义:余气系数表示贫油和富油的程度。余气系数小于1时,为富油。余气系数大于1时,为贫油。在贫油和富油极限之间,火焰才能稳定燃烧。(油气比f是进入燃烧室的燃油流量与空气流量的比值,与余气系数的关系是:f=1/aL。)

21.目前涡轮风扇发动机大多采用什么类型的燃烧室?为什么?

大多采用环型燃烧室。环型燃烧室的优点有:环形面积利用率高;迎风面积小,重量较轻;点火性能好;总压损失小;出口温度分布能满足要求;燃烧室的壁面积少,需要的冷却空气量减少,燃烧效率提高,因此实际上是消除了未燃烧的燃油,并将一氧化碳化成二氧化碳,减少了空气的污染。同一功率输出而言,燃烧室的长度只有同样直径的环管形燃烧室长度的75%,节省了重量和成本。另外,它消除了各燃烧室之间的燃烧传播问题。(环形燃烧室缺点:制造成本高,拆卸困难和耗费时间。管型燃烧室优点:设计简单,结构强度好,能够单个的拆卸和更换;缺点:它们较重和需要更多的空间,还需要复杂的来自压气机的空气供应管路,导致气动损失非常高,并且从一个室到其他室的点火困难。管环燃烧室优点:比多管燃烧室尺寸小,重量轻,不需要复杂的空气供应管路,结构强度好,缺点:气动损失相当高和从一个火焰筒到另一个点火困难)

22.燃烧室中安装旋流器的主要作用?

旋流器是由若干个旋流片按一定角度沿周向排列成的。旋流器安装在火焰筒的前部,当空气流过旋流器时,由轴向运动变成旋转运动,气流被惯性离心力甩向四周,使燃烧室的中心部分空气稀薄,形成一个低压区,于是火焰筒四周的空气及后部一部分高温燃气便向火焰筒的低压区倒流,形成回流,使气流轴向速度比较小,形成稳定的点火源,提高燃烧效率。(在燃烧室中有回流的地方叫回流区,回流区外边的叫主流区)

23.进入燃烧室的第一股气流和第二股气流各有什么作用?

第一股由燃烧室的头部经过旋流器进入,约25%左右,与燃油混合,组成余气系数稍小于1的混合气体进行燃烧。第二股气流由火焰筒壁上开的小孔及缝隙进入燃烧室,占总进气量的75%左右,用于降低空气速度,补充燃烧,与燃气掺混,稀释并降低燃气温度,满足涡轮对温度的要求,冷却保护火焰筒。

24.燃烧室中的主燃区,补燃区,掺混区的主要作用是什么?

主燃区:占总进气量25%左右的气流从火焰筒的头部经旋流器进入燃烧室,与燃油混合,形成余气系数稍小于1的混合气,进行燃烧。|补燃区:从火焰筒壁开的小孔及缝隙进入燃烧室的第二股空气与剩下的燃油进行补充燃烧。|掺混区:使第二股气流与燃气进行混合,降低燃气的温度并控制燃烧室出口处的温度分布以满足涡轮的要求,冷却保护火焰筒。

25.燃烧室常见故障是什么?造成这些故障的主要原因是什么?

常见故障有局部过热和熄火。局部过热会造成火焰筒各处的温差过大,引起火焰筒变形和裂纹,造成局部过热的原因有燃油分布不均匀和空气流动遭到破坏。熄火分为贫油熄火和富油熄火,其根本原因是油气比超出稳定燃烧的范围。

26.涡轮工作叶片安装到轮盘上的最佳型式是什么?它的优缺点是什么?

枞树型榫头。优点:1重量轻,由于叶片榫头呈楔形,所以材料利用合理;2强度高;3高温下工作对热应力不敏感;4拆装及更换叶片方便。缺点:1加工精度要求高,2容易出现裂纹。

(为了保证载荷能有所有的齿分担,这种榫头要做非常精密的机械加工。当涡轮处于静止时,叶片在齿上是活动的,当涡轮旋转时,在离心载荷作用下根部才变成刚性结合。)

27.涡轮叶片带冠的优点?

优点:减少燃气漏过叶片顶部时的效率损失,提高涡轮的效率;增强叶片的刚度;降低叶片的振动。(带冠的涡轮叶片主要用在低转速的低压涡轮上,工作叶片不带冠的主要用于高转速的涡轮,可以通过涡轮间隙主动控制系统保持间隙最

佳。叶冠增加了重量但可将叶型做的更薄而抵消。)

28.用于涡轮发动机涡轮叶片的两种结构型式是什么?说明其特点。

涡轮叶片型式有带冠叶片和不带冠叶片。带冠叶片增加刚度,减少振动,叶型薄可抵消叶冠重量增加,降低二次损失,提高涡轮效率。不带冠的叶片重量轻,叶尖间隙可以通过涡轮间隙主动控制技术提高涡轮效率。(带冠的涡轮叶片主要用在低转速的低压涡轮上,工作叶片不带冠的主要用于高转速的涡轮,可以通过涡轮间隙主动控制系统保持间隙最佳。)29.发动机涡轮叶片的冷却方式?

冷却方式:对流、冲击、气膜冷却

(涡轮导向器和转子叶片都做成空心的。冷却的作用是一方面增加涡轮的使用寿命,另一方面得到更好的涡轮效率,这是通过冷却外部涡轮机匣实施的,冷却空气来自高压压气机的空气冷却。对流冷却:是最简单的方法,冷却空气从叶片的底部和顶部的孔进入流经叶片的内部通路最后从叶片后缘流出同热的燃气汇合;冲击冷却:对于涡轮喷嘴导向叶片和转子叶片是较好的冷却方法。冷却空气首先流进嵌入叶型空心的管,管内有许多小孔作为喷嘴,冷却空气通过这些喷嘴冲击叶型内壁。冷却空气最后从叶片后缘流出同热的燃气汇合;气膜冷却:冷却空气经在涡轮叶型上钻的小孔流入热燃气,在涡轮叶片和导向器的外壁形成薄的气膜,该冷却气膜阻止燃气同涡轮材料直接接触,所以冷却效果最有效,但是钻这些小孔非常困难,费用高。)

大多数现代燃气发动机上使用组合冷却方式,涡轮第一级喷嘴导向叶片和第一级转子叶片,采用对流、冲击、气膜冷却;第二级喷嘴导向叶片采用对流和冲击冷却。第二级转子叶片仅用对流冷却即可。

30.什么是涡轮叶片的蠕变?原因是什么?

涡轮叶片超过一定工作期间,叶片在长期的应力作用下,特别是材料经受的温度高,叶片会慢慢的伸长,这样现象称为蠕变,这类变形当载荷去掉以后不能回到原始形状。它是由于负荷的长期作用结果产生的塑性变形,与时间和温度相关。涡轮叶片蠕变是由热负荷和离心负荷长时间作用引起的。蠕变是离心力、材料温度和时间的函数。

31.涡轮落压比的定义?双转子发动机在什么转速下高压涡轮落压比不变?为什么?

涡轮落压比是涡轮进口处的总压与涡轮出口处的总压之比。高压涡轮的落压比在中等转速以上就保持不变。涡轮落压比随转速的变化规律:1.当涡轮导向器最小截面处处于临界或超临界状态时,涡轮的落压比为常数;2.当涡轮导向器最小截面处处于临界或超临界状态, 而喷管处于亚临界状态时,随着转速下降, 涡轮的落压比下降; 这时涡轮落压比的变化是由最后一级涡轮落压比的变化造成的, 而其它各级涡轮的落压比不随转速而变化。3.当涡轮和喷管均处于亚临界状态时,随着转速减小, 涡轮的落压比减小。各级落压比都减小, 而且越靠后的级落压比减小得越多。

由此可以看出,对于多转子发动机的高压涡轮,只要第一级导向器处于临界或超临界状态,则涡轮落压比就保持不变。双转子涡喷发动机,喷管处于临界或超临界工作状态时,高压涡轮落压比保持不变。

32.什么叫喷管?喷管分为哪两种基本类型?

凡是使气流压力下降,速度增加的管道叫喷管。(安装在涡轮的后面,使从涡轮流出的燃气膨胀、加速,以一定的速度和要求的方向排入大气,得到所需推力的管道,称为喷管)。喷管分为亚音速喷管和超音速喷管。亚音速喷管是收敛形的管道,包括排气管(尾管)、排气锥(排气塞)、整流支柱、收敛喷口。超音速喷管是先收敛后扩张形的管道。

33.简述燃气涡轮发动机喷管的功用。

1安装在涡轮的后面,其主要功用是使从涡轮流出的燃气膨胀、加速,以一定的速度和要求的方向排入大气,得到所需的推力;2通过改变喷气排出方向的反推力装置可以按需要产生反推力,降低落地后的滑跑速度,缩短滑跑距离;3矢量喷管是能使排气流在一定范围内变化的喷管,这种推力方向的改变主要用来操纵飞机;4设计消音喷管可以减低产生的噪音;5调节喷管临界面积可改变发动机的工作状态。

34.排气锥(排气塞)和外壁之间的通道通常做成扩散形的,为什么?

降低气流的速度,以减小摩擦损失。从发动机涡轮流出的燃气进入排气系统,由于燃气速度高会产生很高的摩擦损失,所以气流的速度要通过扩散加以降低,这是通过将排气锥和外壁之间的通道面积不断地加大实现。

35.什么是喷管的实际落压比和可用落压比?它们之间的关系什么?

喷管的实际落压比,简称落压比,是喷管进口处的总压与喷管出口处的静压之比。可用落压比是喷管进口处的总压与喷管出口外的反压(大气压)之比。关系:实际落压比可以小于或等于可用落压比,实际落压比不能大于可用落压比,这是因为收敛喷口处的静压可以大于或等于反压。

36.亚音速喷管的三种工作状态?

亚临界工作状态:当可用落压比小于1.85时,喷管处于亚临界状态。这时喷管出口气流马赫数小于1,出口静压等于反

压,实际落压比等于可用落压比,是完全膨胀。

临界工作状态:当可用落压比等于1.85时,喷管处于临界状态。这时喷管出口气流马赫数等于1,出口静压等于反压,实际落压比等于可用落压比,都等于临界压比。是完全膨胀。

超临界工作状态:当可用落压比大于1.85时,喷管处于超临界状态。出口静压等于临界压力而大于反压,实际落压比小于可用落压比,是不完全膨胀。

(双转子涡喷发动机,喷管处于临界或超临界工作状态时,高压涡轮落压比保持不变)

37.什么是转子支承方案?如何表示?

发动机中,转子采用几个支承结构(支点),安排在何处,称为转子支承方案。为了表示转子支点的数目与位置,常用两条前、后排列的横线分别代表压气机转子和涡轮转子,两条横线前后及中前的数字表示支点的数目。(转子上承受的各种负荷由支承结构承受并传至发动机机匣上,最后通过安装节传至飞机结构上,轴承的数目由转子的长度轴和重量决定,一般都采用滚珠轴承和滚柱轴承用于支承发动机的主转子轴,在支承方案简图中,小圆圈表示滚珠轴承,小方块表示滚柱轴承)

38.转子上止推支点的作用?一个转子有几个止推支点?

转子上的止推支点(固定轴承)除承受转子的轴向负荷、径向负荷外,还决定了转子相对机匣的轴向位置。

每个转子只能有一个止推支点。(浮动轴承仅传递径向力,在轴向可以动,转子轴和机匣的长度改变是有热膨胀引起的,3支点系统中,固定轴承在中间,浮动轴在转子的两端,轴膨胀最小,)

39.在涡喷发动机上什么是柔性联轴器?什么刚性联轴器?

发动机转子上的联轴器是连接涡轮转子和压气机转子的组合件。在不同的支承方案中,联轴器有的仅传递扭矩;有的要传递扭矩和轴向力;有的不仅要传递扭矩、轴向力,还要承受径向力。如果允许涡轮转子相对压气机转子轴线有一定的偏斜角,这种联轴器称为柔性联轴器。在2支点的支承方案中,联轴器仅传递扭矩和轴向力,且将涡轮轴与压气机轴刚性的联成一体,这种联轴器称为刚性联轴器。

40.挤压油膜式轴承原理及功用?

在某些发动机上,为了尽量减少从旋转组件传向轴承座的动力负荷的影响,采用了挤压油膜式轴承。在轴承外圈和轴承座之间流有很小的间隙,该间隙充满了滑油,并形成油膜。该油膜阻尼了旋转组件的径向运动及传向轴承座的动力载荷。因此,减小了发动机的振动及疲劳损坏的可能性。

41.燃气涡轮发动机上使用哪些种类的封严件?及其作用?

蓖齿式封严件;浮动环(环形)封严件;液压封严件;石墨封严件;刷式封严件。封严件用于防止滑油从发动机轴承腔漏出,控制冷却空气流和主气流的燃气进入涡轮盘空腔。(选择何种封严件取决于周围的温度和压力、可磨蚀性、发热量、重量、可用的空间,易于制造及安装和拆卸。高温主燃气流吸入涡轮盘会导致过热和引起有害的膨胀和疲劳。通过不断的向涡轮空腔供入足量的冷却和封严气流,来阻挡高温燃气的向里流动,从而达到防止燃气吸入的目的。冷却和封严空气的流量和压力由级间封严件控制)

42.当飞机的飞行高度升高时,简要说明如何保证发动机的稳态工作?

(单轴发动机稳态工作的条件:转速一致、流量连续、压力平衡和功率平衡,涡轮功率与压气机功率的平衡是暂时的,相对的,有条件限制的,随外界条件和部件的性能变化而变化)当飞行高度升高时,由于大气密度减少,进入发动机的空气流量减少,这时若供油量保持不变,引起涡轮前燃气总温会升高,使涡轮功率增大,涡轮功率将大于压气机功率,发动机转速会增大,为了保持转速不变,随着飞行高度的增高,应适当地减少供油量来控制涡轮前总温,使涡轮功率等于压气机功率。

43.什么是燃气涡轮喷气发动机的加速性?大气条件和飞行状态对发动机的加速性有何影响?

发动机加速的必要条件是要有剩余功率。改变发动机转速的最好方法是改变涡轮前温度以改变涡轮功率,而改变涡轮前温度可通过改变供油量来实现。快推油门时,发动机转速快速上升的能力叫加速性,加速性的好坏由加速时间来衡量。加速时间通常指从慢车转速加速到最大转速或某一转速的时间。加速时间越短,加速性越好。影响因素:1大气温度降低、大气压力升高、飞行速度增大时,引起空气流量增大,剩余功率随之增大,发动机加速时间短,加速性能变好;2飞行高度升高,除因空气流量减小,加速性变差外,还由于高空燃烧条件变差,稳定燃烧范围缩小,供油量增加受到限制,加速性变差。

44.燃气涡轮发动机加速时应注意什么?

为缩短加速时间应尽可能增大涡轮前燃气温度,以增大剩余功率。但是注意:不能发生涡轮超温,发动机超转,压气机不能发生喘振,燃烧室不要出现富油熄火。减速时受到压气机喘振和贫油熄火的限制。

45.燃气涡轮喷气发动机常用的工作状态有哪些?是如何确定的?

最大起飞工作状态:不使用喷水时批准使用的最大起飞推力,该推力级别使用有时间限制,仅用于起飞;

最大连续工作状态:这是批准发动机连续使用的最大推力,为延长发动机寿命,这个级别推力在驾驶员

的判断下保证安全飞行使用;

最大巡航工作状态:巡航时批准使用的最大推力;工作时间不受限制。

慢车工作状态:这是发动机能够保持稳定工作的最小转速,用于在地面或在空中以最低推力工作。油门杆在慢车位。

此外还有最大爬升即正常爬升批准的最大推力工作状态及反推力工作状态。最大复飞推力是飞机复飞时允许使用的最高推力

46.何为燃气涡轮喷气发动机的转速特性?其规律如何?

在保持飞机的飞行高度和飞行速度不变的条件下,发动机的推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律,叫做发动机的转速特性,又叫节流特性。推力随转速的增加而增大;燃油消耗率随转速的增加而下降,接近最大转速附近,略有增加。大气温度上升,空气密度下降,在同样的转速下,流过发动机的空气流量减小,压气机增压比下降,使发动机的推力减小、燃油消耗率增加。大气压力上升,使总压上升,造成流量和各截面的总压增加,推力增加,但燃油消耗率不受影响。大气湿度上升,空气密度下降,空气流量下降,发动机推力将下降,但对涡轮发动机来说,仅1/4空气用来燃烧,故对推力影响不大,而对活塞发动机影响大。

47.简要说明涡扇发动机的速度特性。

在给定的调节规律下,保持发动机的转速和飞行高度不变时,发动机的推力和燃油消耗率随飞行速度的变化规律,叫发动机的速度特性。在讨论速度特性时假设涡轮前温度不变。随着飞行速度增大,涵道比也增大,单位推力减小,推力减小,而且涵道比越大,推力下降的越快。随着速度增大,燃油消耗率增加,而且涵道比越大,增加的越快。

48.什么是燃气涡轮喷气发动机的速度特性?其规律如何?

在给定的调节规律下,保持发动机的转速和飞行高度水变时,发动机的推力和燃油消耗率随飞行速度的变化规律,叫发动机的速度特性。在低速范围内,随着飞行马赫数的增大,推力有所下降;燃油消耗率增加。在高速范围内,随着飞行马赫数的增大,燃油消耗率增加,推力开始增大但当马赫数继续增大时推力转为下降。

49.何为燃气涡轮喷气发动机的高度特性?其规律如何?

在给定调节规律的条件下,保持发动机的转速和飞行速度不变时,发动机的推力和燃油消耗率随飞行高度的变化规律。推力随着飞行高度的增加而下降,在11000米以下下降的慢,在11000米以上的同温层内,下降的较快。燃油消耗率随着飞行高度的增加,在11000以下下降,在11000米以上的同温层不变。

50.飞行高度对发动机推力有什么影响?

高度对推力的影响是同空气密度相关的。随着飞机高度增加,空气压力减小,温度也下降。压力减小,密度减小,推力减小。温度下降,密度增大,推力增加。但是,外界空气压力减少比温度下降的快。所以,随高度增加,发动机实际推力下降。当高度到达同温层,温度停止下降,外界压力随高度继续下降时,推力下降较快。

51.双转子涡喷发动机的特点?

1双转子可使压气机在更宽的范围内稳定工作,是防喘的有效措施。2双转子的压气机具有更高的增压比,可以产生更大的推力。3双转子在发动机低转速下具有较高的压气机效率和较低的涡轮前总温,在低转速工作时,燃油消耗率比单转子发动机低得多。4双转子发动机具有良好的加速性。5双转子发动机启动时,启动机只带动一个转子,可用功率较小的启动机。

52.双转子涡喷发动机中是如何满足高压转子和低压转子的共同工作的?

高压转子的共同工作条件与单转子发动机中压气机和涡轮的共同工作条件一样,即:转速一致,流量连续,压力平衡,功率平衡。保持高压转子在某个转速稳定工作是通过控制供油量来控制高压涡轮前燃气总温,使高压涡轮输出的功率等于高压压气机消耗的功率,此时低压转子自动建立平衡。当调节供油量,高压涡轮燃气温度为一定数值,相应的低压涡轮前燃气温度也就具有某一定数值。这样,低压涡轮输出的功也就有一个定值,带动低压压气机到达某个转速,从而使低压压气机所消耗的功率恰好等于低压涡轮输出的功率,低压转子便自动地稳定在该转速下工作。

52燃气涡轮喷气发动机与活塞式发动机相比有哪些特点?与活塞式发动机相比燃气涡轮喷气发动机结构简单,重量轻,推力大,推进效率高,而且在很大的飞行速度范围内,发动机的推力随着飞行速度的增加而增加。

53.简述涡扇发动机的质量附加原理。

涡扇发动机的工作是以质量附加原理为基础的。作为热机,当发动机获得一定的机械能之后,通过将这部分可用能重新

分配,将内涵的一部分可用能通过涡轮驱动风扇传递给外涵,增加发动机的总空气流量,减低排气速度,降低噪音,并在一定的飞行马赫数范围内,增大发动机的推力,降低燃油消耗率。

54.为什么民航大型飞机使用涡扇发动机?

在高亚音速范围内与涡喷发动机相比,涡扇发动机具有推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低的特点。它适合于高亚音速飞行,广泛应用于民航干线飞机。(缺点:风扇直径打,迎风面积大,因而阻力大,发动机结构复杂,其速度特性不如涡喷发动机)

55.涡喷发动机的优点?

推力大,高空性能好。速度特性比涡扇发动机好。涡轮喷气发动机通过迅速加速相对小的空气质量产生很大的推力。在正常巡航转速范围,涡喷发动机的推进效率随空速增加迅速地增加。

56.何谓涡桨发动机?什么是直接传动涡轮螺旋桨发动机?涡桨发动机螺旋桨可由哪两种方法驱动?

当来自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并通过减速器驱动螺旋桨时,这就是涡桨发动机。在某些涡桨发动机,附加功率直接从压气机功率传动轴驱动螺旋桨减速器产生。这种类型称为直接传动涡轮螺旋桨发动机。在现代涡轮螺旋桨发动机中更多的有自由涡轮,他独立于驱动压气机的涡轮,在发动机排气流中自由转动。自由涡轮通过减速器驱动螺旋桨。驱动方式:可由燃气发生器涡轮驱动,也可由它自己的自由涡轮驱动。

57.涡轮螺旋桨发动机产生的总推力(拉力)如何分配的?

涡轮螺旋桨发动机的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,而只有10%-15%由喷气产生。

58.涡桨发动机的拉力由谁产生?

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。拉力是由在前面的螺旋桨和后面的喷管组合作用产生的。

59.涡桨发动机的负拉力是如何实现的?

通过改变螺旋桨的桨叶角为负值,产生负拉力。桨叶角:螺旋桨旋转平面和桨叶弦线构成的夹角。桨叶攻角:桨叶弦线与相对风的夹角。

60.涡桨发动机控制器的功用是什么?

涡桨发动机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(压气机出口压力、燃气发生器转速、自由涡轮转速和压气机进口温度)通过调节燃油流量,提供要求的功率而且不超过发动机转速和涡轮进口温度限制。涡桨发动机燃油控制器中有最大转速限制器、排气温度限制器和扭矩限制器,以保证这些重要参数不超过安全限制。旋转涡桨发动机的螺旋桨多是恒速螺旋桨。

61.在现代涡桨发动机中,多采用恒速螺旋桨,如何保持螺旋桨恒速?

保持螺旋桨恒速是由螺旋桨调速器实现的,它感受螺旋桨或自由涡轮的转速,通过改变螺旋桨的桨叶角,即变大距,变小距,改变负荷保持螺旋桨恒速。

62.涡桨发动机的特点?

涡轮螺旋桨发动机综合了涡轮喷气发动机的优点同螺旋桨的推进效率。涡轮喷气发动机通过迅速加速相对小的空气质量产生它的推力,涡轮螺桨对相对大的空气质量施加较少的加速产生拉力。在正常速度范围内,涡桨发动机推进效率保持高于或低于常数,而涡喷发动机随空速增加迅速增加。涡桨发动机的耗油率比同尺寸的涡扇和涡喷发动机低。

63.自由涡轮式涡轴发动机的两个主要部分是什么?现代直升机的旋翼通常由谁驱动?

涡喷发动机的基本部分常常称为燃气发生器。如果燃气发生器后又独立于驱动压气机的涡轮,两者之间气动连接,这称为自由动力涡轮。如果自由涡轮发动机的输出轴经过减速器带动旋翼,这就是涡轮轴发动机。燃气发生器部分和自由涡轮部分。由自由涡轮通过减速器驱动。

涡轴发动机自由涡轮的作用及应用

作用:自由涡轮通过与燃气发生器的气动连接,它的输出轴经过减速器来带动旋翼,并保持旋翼恒速。

应用:不仅在直升机使用,也可用来驱动船舶、火车、汽车或者工业设备上。

64.什么是涡轮轴发动机的功率匹配最大原理?

直升机采用多台发动机时,要求每台发动机输出功率应相同即功率匹配,这对直升机的强度是有利的。若不同,则输出扭矩大的发动机不做改变,使输出扭矩小的发动机增加燃油量增大输出扭矩,直到与输出扭矩大的相等,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的功率减小去匹配功率受到限制的发动机。

65.由多台发动机驱动旋翼的直升机中,当总扭矩超限时,应如何处理?为什么?

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。这是因为由多台发动机驱动旋翼的直升机中要求各台发动机输出的功率相同,即功率应匹配。

66.涡轮轴发动机中由什么部件保证旋翼转速恒定和涡轮前燃气总温不超限?

由自由涡轮转速调节器始终保证动力涡轮转速等于驾驶员选定的基准值,以保持旋翼的转速恒定。排气温度限制器保持涡轮前燃气总温不超限,测量动力涡轮进口温度同固定的限制值比较,当超出时,发出信号减少燃油流量。

67.直升机驾驶舱中的功率杆和桨距杆各有什么功用?

功率杆或可用功率轴给出燃气发生器可以提供的最大功率,该杆控制起动、停车和燃气发生器的转速等。桨距杆或负载要求轴确定发动机实际发出的功率。负载要求轴与总距调节相连。

68.为什么现代涡轮轴发动机控制采用电子控制装置?

这是因为采用电子控制装置时,旋翼的恒速、负载的分配、基准选择、超温限制、超扭限制等功能易于实现,而且能自动精确地调准保证旋翼转速下的功率要求。

69.发动机燃油系统主要部件有哪些?

发动机燃油系统是从飞机燃油系统将燃油供到发动机的燃油泵开始,一直到燃油从燃烧室喷嘴喷出,这中间包括的部件有:燃油泵、燃油加热器、燃油滤、燃油/滑油散热器、燃油控制器、燃油流量计、燃油分配活门或增压和泄油活门,燃油总管、燃油喷嘴。

70.说明发动机燃油加温的目的和方法。

目的:防止燃油结冰,堵塞油路。加温燃油通过压气机后的热空气或者用发动机的滑油回油。实现方式是燃油经过燃油泵初步增压后,离开燃油泵流经燃油加热器或燃油/滑油散热器,通过热交换,得到加温。燃油加热有限制,在起飞、进近、复飞这些关键的飞行阶段不能使用引气加温燃油,这是为了防止出现熄火的可能。

71.什么是被控参数,可控变量,给定值,干扰量?

被控对象:被控制的物体或过程,例如发动机

被控参数:能表征被控对象(发动机)的工作状态又被控制的参数。如N1,N2,EPR。

可控变量:能影响被控对象的工作过程,用来改变被控参数大小的因素。如燃油流量,螺旋桨的桨叶角。

给定值:驾驶员的指令值。如推力杆角度。

干扰量:引起被控参数发生变化的外部作用量。如飞行高度、速度的变化。

72.在发动机控制中,什么是稳态控制,过渡控制,安全限制?

稳态控制:在外界干扰量发生变化时,保持既定的发动机稳态工作点。稳态工作意味发动机的转速或推力保持不变,例如慢车状态或恒速工作。

过渡控制:当发动机从一个工作状态改变到另一个工作状态时,能快速响应,且又保证稳定可靠的工作,同时又不超出允许的限制。瞬态工作意味发动机转速或推力在增加或减小,瞬态是指加速、减速、启动和停车。

安全限制:在各种工作状态及飞行条件下,保证发动机主要参数不超出安全极限。例如燃油控制器确保发动机转速改变期间没有超温、超转、压气机失速、燃烧室熄火等。

73.燃油控制器中最小压力活门或增压活门的作用?

为保证燃油控制器内伺服机构工作正常以及离开燃油控制器的燃油有足够的压力使喷嘴雾化模型良好,控制器内有最小压力活门或增压活门。离开控制器计量活门的计量燃油,其压力必须高于最小压力活门的打开压力才能供往喷嘴。74.燃油控制器中哪个部件负责计量燃油?如何计量所需的燃油流量?

燃油控制器中燃油计量活门负责计量燃油。从流量公式可以看到要改变燃油流量一般通过改变计量活门的流通面积和/或计量活门的前后压差实现。通常采用压差活门或压力调节活门保持计量活门前后压差不变,改变计量活门流通面积来改变供油量。或保持计量活门流通面积不变,改变计量活门前后压差来改变供油量。

燃油和滑油滤中的压差电门感受什么参数?它是如何工作的?

燃油和滑油滤中的压差电门感受和测量油滤进出口压差;指示油滤堵塞情况。其工作情况是:油滤前后压力分别作用在薄膜的每一边,当压差达到预定值时,作动微动电门,该电门与驾驶舱的警告灯相连,灯亮表示油滤堵塞。

75.新型发动机有几个慢车转速?如何转换?

慢车转速是发动机能够稳定工作的最低转速,慢车转速的控制信号来自驾驶舱推力杆在慢车位。新型发动机设置有进近慢车和地面慢车。进近慢车转速比地面慢车转速高。以进近慢车进近着陆,可以保证复飞时迅速加速。飞机成功着陆后

4~5秒改为地面慢车(低慢车)。燃油控制器上有相应的调整部位。高、低慢车转换由控制器上慢车电磁活门通电、断电实现。

76.说明液压机械燃油控制器的特征?

1液压/气动机械式控制器,是航空发动机上使用最多的控制器,它有良好的使用经验和较高的可靠性。

2它除控制供往燃烧室的燃油外,还操纵控制发动机可变几何形状,例如可调静子叶片、放气活门、放气带等。

3液压机械式控制器,其计算由凸轮、杠杆、滚轮、弹簧、活门等机械元件组合实现的,由液压油源作为伺服油。

4液压机械式控制器包括:计算部分和计量部分

5它感受功率杆角度输入、高压转子转速、压气机出口压力、压气机进口温度信号通过计算元件进行计算,按油气比控制,保证加速、减速和稳态工作时计量部分的输出。计量活门通过改变通油面积改变供油量,而前后压差有压力调节活门始终保持常数。

6慢车电磁活门控制地面慢车和进近慢车。

77.在监控型发动机电子控制中,EEC的功用是什么?

监控型电子控制是在液压机械式控制器基础上,再增加一个发动机电子控制器EEC,两者共同实施对发动机的控制。液压机械式控制器为主控制器,负责发动机的完全控制,包括启动、加速、减速控制,转速控制。发动机电子控制具有监督能力,对推力(功率)进行精确控制,并对发动机重要工作参数进行安全限制。此外,由于电子控制便于同飞机接口,易于推力管理,状态监视,及信号显示和数据储存。EEC通过力矩马达与机械控制器联系,实现电/液转换。EEC计算结果以点信号输出给力矩马达,再转换成液压信号控制燃油流量。在该型控制中,多数的液压控制器的供油计划高于EEC 的供油计划,EEC通过减少液压机械控制器的供油达到目标值,即称下调。如果发现EEC故障,可以冻结调准在当时位置,同时通知驾驶员,驾驶员可以使EEC退出工作,由液压机械式控制器恢复全部控制。如果是双发飞机的一个EEC故障,一般是同时使双发的EEC都退出,保证推力杆位置没有交错,排成一线。

监控型电子控制器中机械液压控制器的作用

它作为主控制器,包括启动,加速,减速度控制,转速控制。当EEC故障时,可以由液压控制器恢复全部控制.

78.什么是全功能(全权限)数字电子控制?

全功能(全权限)数字电子控制即FADEC系统包括发动机电子控制器EEC或电子控制装置ECU、燃油计量装置FMU或液压机械装置HMU、传感器、作动器、活门、发电机和互连电缆等。在FADEC控制中,发动机电子控制器EEC或称电子控制装置ECU是它的核心,FADEC系统是管理发动机控制的所有控制装置的总称。所有的控制计算都由计算机进行,然后通过电液伺服机构输出控制液压机械装置HMU及各个活门、作动器等,因此液压机械装置是它的执行机构,但仍保留了原液压机械控制器的计量部分功能。

79.为什么说FADEC是全功能的?

在发动机控制方面,FADEC的功能包括输出参数(推力或功率)控制,燃油(启动、加速、减速、稳态)流量控制,压气机可调静子叶片(VSV)和可调放气活门(VBV)控制,涡轮间隙主动控制(ACC),高压压气机、涡轮冷却空气流量控制,发动机滑油和燃油的温度管理,发动机安全保护以及启动和点火控制,反推控制。此外,它还具有状态监视,故障诊断,存储故障数据,数据通信显示功能,故FADEC又称全功能控制。

FADEC的特点?提高发动机性能,降低燃油消耗率,减轻驾驶员的负担,提高可靠性,降低成本,易于实施发动机和飞机控制一体化,改善维修带来好处为发动机控制的进一步发展提供更广扩的潜力。

80.在FADEC系统中,液压机械式装置的作用是什么?

在FADEC控制中,液压机械装置已不再具有计算功能,控制计算全部由中央处理机进行,但燃油计量功能以及操纵可变几何形状作动器及活门的伺服油、动力油仍由它提供,即液压机械装置成为EEC的执行机构。液压机械装置HMU,在有的机型上称燃油计量装置FMU,保留除计算功能以外的原有功能,有的还有超转保护功能。FMU上不再有慢车调整、部分功率调整、燃油比重调整。

81.发动机用双路式喷嘴是如何工作的?

燃油喷嘴分为雾化型和汽化型(蒸发管)。雾化型喷嘴已从单油路喷嘴发展到双油路喷嘴和空气雾化式喷嘴。单油路喷嘴内有一个内腔,使燃油产生漩涡,还要一个固定面积的雾化孔,这种喷嘴在较高的燃油流量,即在较高的燃油压力时,能够提供良好的雾化质量,但在低的发动机转速和特别在高空要求的油压较低,这种喷嘴就很不合适。因为燃油流过喷嘴的流量与喷嘴前后的压力降的平方根成正比。双油路喷嘴有中心孔和外圈孔,中心孔较小,处理较低的燃油流量,较大的外圈孔随燃油压力的增加供应较高的燃油流量。这种类型的喷嘴采用增压活门将燃油分配到不同的油路,随燃油流

量和燃油压力增加,增压活门移动,逐渐使燃油进入外圈油路和外圈孔,给出组合的两个油路供油。

82.与单油路喷嘴相比双油路喷嘴有哪些优点?

与单油路相比,在相同的最大燃油压力下,双油路喷嘴能够在较宽的流量范围内实现有效雾化。而且在高空条件下如果要求低燃油流量时,也可获得有效的雾化。它能在从慢车到起飞状态燃油流量变化很大的情况下,保证喷嘴的良好雾化。

83.空气雾化喷嘴的优点有哪些?

空气雾化喷嘴使喷射的燃油携带一部分燃烧室的一股空气,它用空气的高速代替燃油的高速引起雾化,空气雾化喷嘴使其他种类喷嘴产生的局部富油得以避免,因此减少了积炭和排气冒烟;这种喷嘴燃油雾化要求的压力低,可以采用重量较轻的齿轮泵。为防止发动机停车后喷嘴积碳,在燃油喷嘴中有单向活门。高压切断活门关闭后当燃油总管压力降低,单向活门关闭,确保没有燃油从总管中因重力进入燃烧室。

84.简述发动机起动过程?

操作发动机启动电门,启动机工作,启动机带动发动机转子转动到一定转速,开始点火,当燃油压力建立足以产生喷雾时燃油喷射出来,点燃混合气体;涡轮输出功率,由启动机和涡轮共同带动发动机加速到自维持转速,当发动机功率开始驱动启动机时,启动机传动脱开;发动机自己加速到慢车转速。

85.什么是发动机的启动过程?启动过程分那三个阶段?

发动机启动过程是发动机从静止状态加速到慢车转速的过程,根据带动发动机转子加速的驱动力的来源,可将加速过程分为三个阶段:1、从起动机工作带燃烧室喷油点火,2、从燃烧室点燃到起动机脱开,3、仅有涡轮功自行加速到慢车转速。

86.什么是发动机的冷转和假启动(湿冷转)?各有什么作用?

冷转是不喷油,不点火,仅由起动机带动发动机转动,用于排除积油,积液,冷却发动机。例如,启动不成功,再次启动前进行冷转。假启动(湿冷转)是只供油,不点火,由启动机带动发动机转子到一定的转速,用于检查燃油系统的工作。

87.燃气涡轮发动机点火系统的特点是什么?

1.所以喷气发动机均采用高能点火,而且总是装备双套系统,

2.点火系统是短时间工作的,当燃烧室点燃后,后续的燃油可由燃烧室的热量点燃

3.每个高能点火装置接受的是来自飞机供电系统的电源,由启动点火系统电路控制,其中有一个是从飞机应急电源系统供电,

4. 在发动机地面启动和空中再启动时使用高值点火,在飞机起飞,着陆和穿过气流不稳定区域时使用低值连续点火,

5.点火对发动机的性能无影响。

88.点火装置的高值输出和低值输出各在什么情况下使用?

为保证发动机在地面启动和在高空获得良好的再点火性能,需要高值输出。在某些条件下,象结冰或在大雨和雪中起飞及在颠簸中飞行时,点火系统连续工作是必要时的,以便一旦发生熄灭时进行自动再点燃。对于这种情况,采用低值输出有利于延长点火电嘴和点火装置的寿命。

89.点火系统主要包括哪些部分?通常发动机上安装几个电嘴?如何使用?

点火系统包括点火激励器,点火导线,点火电嘴以及相应的冷却系统。点火电嘴有2个安装在燃烧室通常位于四点和八点的位置。必要时使用双电嘴点火,一般左点火电嘴和右点火电嘴交替使用,延长点火装置的寿命。

90.燃气涡轮发动机点火系统的功用是什么?点火系统都在哪些情况下工作?

功用是产生电火花,点燃油气混合气。在地面和空中再启动发动机时,点火系统工作提供高值电能输出到电嘴。在起飞,着陆或恶劣天气如雨、雪或在不稳定的气流中飞行,以及防冰活门在接通位时,为避免燃烧室熄火,点火系统需要连续工作,提供低值电能输出,采用低值输出有利于延长点火电嘴和点火装置的寿命。

91.燃气涡轮发动机若在飞行中熄火,应如何再点火?

应使飞机降低飞行高度和飞行速度,调整到空中点火包线之内,在包线限制内,流过发动机的空气流将转到压气机以满意再点火的转速工作,如果有燃油的话,这时仅使点火系统工作即可。若发动机风车转速不够,仍需要起动机帮助,则起动程序与地面起动一样。

92.发动机启动常见故障有哪些?

启动超温、转速悬挂、振动过大、启动机不能自动脱开以及发动机的参数摆动、喘振等故障。

93.什么是热启动?造成热启动的原因是什么?

热启动是指在启动过程中EGT上升过快,即将超温或已超过红线限制,这时必须中止启动。造成热起动的原因是燃油/空气混合比不正确,或者是由于燃油供给发动机太早或太大的速率,或者是由于起动机功率不足,增大的转子摩擦或不

正确的空气流量控制,发动机转子加速速率太慢而造成的

94.什么是启动悬挂?造成启动悬挂的原因是什么?

启动过程中发动机的转速不能达到慢车转速而停在某一转速下不上升称为启动悬挂。启动悬挂通常刚好再启动机脱开后发生,启动悬挂的原因有:启动机带转没有到达自加速转速即脱开,启动机扭矩不足和贫油的燃油供给,压气机性能衰减,气源压力不足,场温太高和场压过低。如果转速悬挂而EGT还高,称热悬挂。

95.发动机空气系统包括哪些?发动机内部空气的作用?

发动机空气系统分为:压气机控制分系统、间隙控制分系统、发动机冷却分系统(内部空气系统和外部空气系统),

功能:1)发动机内部部件和附件装置的冷却,轴承腔封严,控制轴承的轴线载荷,推力平衡2)压气机防喘,控制涡轮叶片的叶尖间隙,发动机防冰。3)还为飞机的使用要求提供引气,用于飞机空调、增压、启动发动机、机翼防冰、探头加温等

冷却:内部空气系统覆盖除了通过气路的主气流外的所有发动机内部气流,任务是内部封严,压力平衡和内部冷却。外部空气系统则用于冷却通风整流罩和发动机机匣的外部区域

内部空气系统的作用有:发动机内部部件和附件装置的冷却,轴承腔封严,控制轴承的轴向载荷,推力平衡,压气机防喘控制,控制涡轮叶片的叶尖间隙,发动机防冰等。

96.压气机喘震如何控制?

发动机喘振主要发生在启动、加速、减速、反推阶段,对于双转子的轴流式压气机来说,加速时高压转子容易进入喘振区,减速时低压转子容易进入喘振区,因为高压转子比低压转子轻,状态变化时,相应比低压转子快。为了更好预防喘振,采用了放气活门控制装置和可调静子叶片和多转子,即通过在非设计状态下,改变速度三角形的绝对速度的轴向分量、绝对速度的切向分量和圆周速度,从而使气流相对速度对转子的攻角同设计状态相近,避免喘振。

97.简述发动机防喘活门如何工作?及当大气温度变化时,活门打开或关闭的发动机转速如何变化?

放气活门打开放掉一部分压气机中间级,或低压压气机后高压压气机前的空气。这一般在低功率和迅速减速时,一旦脱离喘振区,放气活门关闭。活门关闭过早或过晚均不利,关闭过早发动机没有脱离喘振范围,仍可能喘振;关闭过晚,放掉空气,造成浪费。关闭转速还受大气温度变化,大气温度高,关闭转速应增大。

防喘活门怎么控制? ECU通过接受转子转速、飞机高度和反推信息计算何时打开和关闭放气活门。当接受到喘振信号时,ECU通电各自的电磁活门,放掉部分空气,防止发动机喘振。

98.可调放气活门工作原理?P113

VBV活门的开度是可变的,根据发动机状态参数计算决定开关和开度大小。如在MEC上依据N2和高压压气机进口温度来计算活门位置,如在ECU上,根据N2/N1,推力杆角度,VSV位置进行计算活门位置。然后,燃油压力通到作动器或齿轮马达带动VBV主门,主门经同步轴带动其他活门一起开关,将低压压气机后高压压气机前的部分空气放入外涵道。VBV 的位置可通过反馈钢索或传感器传回控制器,并与要求位置做比较进行修正。

99.简述可调静子叶片(VSV)工作原理。

VSV是将高压压气机的进口导向叶片和前几前级静子叶片做成可调的;压气机控制参数包括转速和温度。当压气机转速从其设计值往下降低时,静子叶片角度逐渐关小,以使空气流到后面的转子叶片上的角度合适。当压气机转速增加时,静子叶片角度逐渐开大。VSV的工作状态由FADEC或液压机械式燃油控制器控制。FADEC或液压机械式燃油控制器控制伺服操作VSV作动器的移动,再通过摇臂组件、主杆、连杆等传到作动环,作动环使连到它上面的所有叶片同时转角。叶片实际位置通过反馈钢索传回控制器与要求位置比较。

100.简述涡轮间隙控制方法?

控制涡轮间隙的目的是保证叶尖与机匣之间的间隙,减小漏气损失,提高发动机性能。过去主要是采取膨胀量合适的材料,不做调节的气流冷却涡轮机匣来使状态变化时能够保持间隙,属于被动控制,新型发动机都实施主动控制方法,是根据发动机的工作状态通过引气控制涡轮机匣的膨胀量与叶片不同温度下的伸长量相一致。

101.涡轮发动机机械操纵系统分为几个部分?其主要部件是什么?

分为启动操纵系统、前向推力系统和反推力操纵系统。主要部件有:油门杆、反推杆、启动手柄、鼓轮、传动钢索、钢索保险、推力控制鼓轮、启动控制鼓轮、推拉钢索到燃油控制器等。

102.如果燃气涡轮发动机在所有工作状态下排气温度高、燃油流量大和发动机转速低,可能原因是什么?

涡轮损坏或涡轮效率降低。由于涡轮的问题,不能有效地将燃气的热能转变成有用功,造成排气温度高,转速低。燃油控制器监视到转速低则增加燃油流量,所以,燃油流量大。

103.推力杆和反推杆如何工作?

推力杆和反推杆是铰接在一起的,一个锁定机构防止前向推力杆和反推杆同时作动。每个杆能够运动的能力取决于另一个杆的位置。如果前向推力杆在慢车位,反推杆离开OFF位的话,推力杆不能向前推,增加正推力;如果反推杆在OFF位,前向推力杆离开慢车位,那么,反推杆提不起来。此外,使用反推时,反推装置必须展开到位,才能进行拉反推杆增大反推力。它们的运动由操纵系统传到燃油控制器,控制器的设计使得功率杆在慢车位的任一方向运动,供油量都会增加。

当使用反推时,推力杆和反推杆应什么位置?

推力杆在慢车位;拉反推杆离开OFF位给出信号,解锁,展开反推装置;当反推装置完全展开后,伸出锁定;继续拉反推杆,反推力增大。使用完反推后,反推杆再次推回到OFF位,反推装置收起。

104.详述如何测量发动机燃气排气温度?

排气温度测量普遍使用热电偶,它可以侧量较高的温度。为测量平均温度,常常多个热电偶并联连接,探头深入气流的长度不同。热电偶原理是两种不同金属端点相连,位于排气流中的是热端或测量端,指示器端的是冷端或基准端。电路中产生的热电势和两端温度差成正比。为使冷端补到摄氏零度,在电路内装有自动温度补偿器。热电势的大小还取决于回路中的电阻,该电阻在热电偶出厂时已经调好。不少机型EGT是从低压涡轮中间级测量的,也叫排气温度。排气温度与允许极限值之差值称为EGT裕度。它代表发动机性能衰弱的参数。

105.简述质量流量传感器的工作原理?

一种流量传感器中,叶轮由三相交流马达恒速转动,燃油通过叶轮,叶轮对燃油施加一个旋转运动。从叶轮出来的旋转燃油再通过传感器涡轮,并试图转动涡轮。但涡轮有校准弹簧的限制,它只能偏转一个角度。涡轮偏转量取决于燃油容积和燃油密度即燃油的质量流量。永久磁铁装在传感器的一端,涡轮的偏转带动永久磁铁的偏转,改变线圈中磁场,在指示器中有与传感器对应的线圈,两个线圈之间点连接,指示器中线圈磁场的改变,是其中的永久磁铁也偏转,同传感器的永久磁铁的偏转是同步的,然后通过指示器的指针显示流量大小。另一种新型燃油流量传感器,包括涡旋发生器、转子、涡轮、壳体等。燃油经整流器到涡旋发生器,涡旋发生器旋转,从涡旋发生器出来的燃油到转子,使转子旋转,从转子出来的燃油再到涡轮,试图使涡轮旋转。涡轮涡轮的转动受到弹簧力约束,只能偏转一个角度,偏转角的大小取决作用于涡轮叶片的动量。自由转动的转子前部和后部各有一个磁铁,前部磁铁的外面壳体有一个小线圈,称起始线圈,当前部磁铁对向起始线圈时,产生起始脉冲。在涡轮外部壳体上有一个大线圈,称停止线圈,连在涡轮的信号叶片和涡轮一起转动,当对上后部磁铁时产生停止脉冲。如果没有燃油流动转子旋转,起始脉冲和停止脉冲同时发生。当有燃油流过时,涡轮上的信号叶片沿旋转通道偏转,停止脉冲晚于起始脉冲,起始脉冲和停止脉冲的时间间隔大小和燃油的质量流量多少成正比。

106.说明发动机振动指示器的工作原理。

振动传感器位于压气机端和涡轮端,发动机的振动传感器是加速度计量,测量发动机的径向加速度。常用的两种加速度计类型是电磁式和压电晶体式。振动传感器将发动机的机械振动转换为交流电压信号,传送到发动机振动监控组件EVMU 或机载振动监控器AVM,振动信号经过过滤调制分析,依据转速信号计算出振动的最高值,然后送到指示器或EICAS/ECAM 指示振动趋势。

107.涡喷发动机上的噪音抑制器的工作原理?涡扇发动机上为什么很少使用噪音抑制器?

涡喷发动机噪声来源于风扇、压气机、涡轮、排气流或喷口,随相对气流的加大,所以的噪声在不同程度上都有所增加,但是喷气流增加的更大,所以涡喷发动机和低涵道发动机的主要噪声来源是尾喷气流,可采用一迅速或较短的混合区予以降低,在推进喷管上采用有波纹形或瓣形和多管形的消声器,以增大空气与排气流的接触面积。这样做改变了噪声的模型,从低频变为高频,高频易于空气吸收,有些高频是人耳听不到的。涡扇发动机固有特点是它比任何其他类型的燃气涡轮发动机具有更低的排气速度,因而是一种噪声低的发动机。其噪声主要来源是风扇和涡轮,采用消音垫材料将声能转变成热能,是一种非常有效的抑制噪声技术。在发动机的设计上,除进气道、喷管等部位装有消音垫外,选择合理的转子和静子叶片数目的比值,加大每级转子和静子的间距,也有利于减低噪声。

108.燃气涡轮发动机中,在进气整流罩和风扇机匣内表面安装吸音材料降低噪声的原理是什么?

原理:将声能转变为热。吸声衬垫由蜂窝底板支撑的多孔面板组成;面板的声学特性和衬垫的厚度与噪声特性相匹配,有效地抑制噪声。

109.涡扇发动机反推系统组成?如何工作?

反推系统由控制系统、作动系统和气流转向系统组成,还包括有电门和传感器指示反推的工作。控制系统用于作动反推

装置和增加反推力,主要部件是反推杆,在地面操作反推杆时,控制系统作动反推控制电门,发出作动反推装置信号,作动系统按照该信号,通过液压或气动部件移动气流转向机构。气流转向系统引导气流到产生安全反推力的最佳方向上。110.简述高涵道比涡扇发动机反推力的类型和特点?是如何实现的?

气动型:1.部件包括引气供应管、控制活门(压力调节和切断活门)、一或两个气动驱动装置(空气马达和方向控制活门)、软驱动轴、齿轮箱、球螺旋作动器。2、引起来自高压压气机靠后级,控制活门打开,引起进入气动驱

动装置空气马达,方向控制活门控制空气马达的作动方向,空气马达旋转经软驱动轴和齿轮箱操作球螺旋作

动器,移动反推。3、整流罩移动速度开始快,接近终点时减慢最后停下来,空气马达的转速由反馈机构控制,它安装在整流罩上。4.气动操作的反推器由气动驱动装置的制动锁住,一种是方向控制活门的反馈机构操作

的,另一种是分开的气动制动作动器实施的。5.反推不工作方法:第一种是人工关闭并锁住压力调节和切断

活门,第二种是中断到压力调节和切断活门或方向控制活门的电源,第三种也是最有效的方法是机械地固定

可动的反推部件到固定的反推整流罩上。

液压型: 1.部件包括反推控制器活门组件、展开和收藏反推装置的液压作动器、同步软轴。2.推拉反推杆,作动电门给液压控制活门组件的准备/伸展/收藏电磁线圈通/断点,作动伸展/收藏液压到反推液压作动器来移动反推装置。3.液压作动的反推装置的锁定:一种是单个的液压操作的锁销,另一种是反推作动器的一体锁,有些机型组合使用。4.反推不工作方法:第一种是机械的锁住可动的反推部件,第二种是断开到反推作动器的液压供应。

工作:高涵道比涡扇发动机由于大部分推力是由风扇产生的,其反推是将通过风扇的气流反向而实现的。反推整流罩上可移动套筒一般由液压作动器或空气马达带动球螺旋作动器推动向后,露出格栅段,带起阻流门进入阻流位置,堵住风扇气流向后的通道,迫使风扇气流转向,通过格栅排出,或者利用枢轴门排出,产生反推力。

111.发动机滑油系统的功用?

滑油系统是向轴承和附件齿轮箱提供循环的滑油,减少各摩擦面的摩擦降低磨损,降低摩擦面的温度,使发动机机件得到冷却,将磨损的金属屑、灰尘、碳粒子等水分杂质一起带走,并且清洁各摩擦面。滑油油膜覆盖金属表面,阻止氧接触金属,起防腐作用。滑油还在金属零件之间形成缓冲层,起到隔振、封严、密封作用。滑油还是螺旋桨调速器、测扭泵的工作介质。

112.什么是滑油的黏度指数?黏度指数高指的是什么?

滑油黏度指数是指黏度随温度改变的测量。在温度变化范围内,滑油黏度指数高说明滑油黏度随温度的变化小。

113.如何选择发动机的滑油?

选择黏度适当的滑油,既承载能力强又有良好的流动性;选择高闪点的滑油,闪点低、燃点低的滑油易于挥发,引起滑油消耗量高,容易引起火灾;滑油应有较高的抗泡沫性、抗氧化性,低的碳沉积,黏度指数高。

114.表示滑油性能的指标主要有哪些?

黏度;流动点;闪点;燃点;黏度指数;滑油的压力阻力能力;抗氧化性;热稳定性;滑油中各种金属及硅含量、酸值等。

115.滑油系统主要包括哪些部件?

滑油系统一般分为几个分系统:增压系统、回油系统、通气系统,有的机型还有余油系统,此外还应该有工作指示(滑油参数和警告灯)。主要部件包括:滑油箱、滑油泵(供油泵和回油泵)、滑油滤、磁屑探测器(磁性堵塞)、滑油冷却器、油气分离器、释压活门、滑油喷嘴和最终油滤、滑油参数传感器/指示器/指示灯等。

116.为了对滑油进行分析,什么时候取油样?取油样时应注意什么?

在发动机停车后30分钟内,尽快取油样。取油样时要注意不要发生烫伤,因为这时滑油温度是很高的,同时要注意当滑油溅到皮肤上时,要尽快地用干净水将滑油冲洗掉,这是因为滑油有毒,易被皮肤吸收。

117.简述全流式润滑系统的特点。

该系统可以在整个发动机转速范围内达到要求的滑油流量,它不用调压活门,但有释压活门。滑油压力由增压泵转速、滑油喷嘴尺寸、轴承腔压力决定。由于滑油压力随工作状态变化而改变,保证发动机各个状态下滑油压力和流量要求,特别是高功率状态的要求。全流式系统简单,发动机维护期间不需要调整,主要缺点是该系统需要一个大的供油泵或相对高的供油压力,功率减小后该系统有相当的滑油温度。调压活门式的恒压系统保持相对低的滑油压力,功率减小后没有增加滑油温度是其优点,但是恒压系统复杂,维护期间需要调整,此外,压力活门常常是故障源。

118.滑油箱为什么要留有膨胀空间?膨胀空间有多大?

滑油箱留有膨胀空间,这是因为润滑过的滑油温度高,体积有一定的膨胀,而且流动过程中会产生泡沫,也使滑油体积

变大。所留的膨胀空间应为油箱容量的10%或0.5加仑两个数值中大的那个值。

119.简述燃油/滑油热交换器何时进行热交换及如何工作?

散热器上的温度控制活门决定滑油是否流过散热器。当滑油温度低时,不需要散热,温度控制活门打开,滑油旁通绕过散热器;当滑油温度高时,温度控制活门关闭,迫使滑油同燃油进行热交换。

120.滑油系统的热箱冷箱是什么?各有什么优缺点?

如果滑由散热器装在回油管路上,冷却后的滑油回油箱,称冷箱系统。冷箱系统进入油箱的滑油温度比系统低,滑油膨胀空间小,可以用尺寸较小点的油箱;散热器位于增压系统,热滑油直接回油箱称热箱系统。热油箱系统流入滑油散热器时的温度比系统中的最高温度低,滑油中含有的气体少,可以用尺寸较小散热器的。空气滑油冷却器作为散掉滑油过多热量的第二冷却器。

121.磁屑探测器安装在什么部位?磁屑探测器的作用是什么?

磁屑探测器装在滑油回油路上,探测金属粒子,用来检测发动机内部机件的工作状态,判断轴承和齿轮的磨损情况。122.滑油系统工作指示包括监视滑油系统工作的有哪些指示?

滑油压力、滑油温度、滑油量以及警告指示;滑油滤旁通、低滑油压力警告。

发动机滑油滤的油滤旁通活门的作用是什么?

一旦油滤堵塞使油滤进出口压差达到一定数值时,旁通活门打开,未过滤滑油绕过油滤而不使供油中断。与此同时,滑油滤压差电门接通,警告灯亮,表明滑油堵塞,应清洗油滤。

123.说明APU的引气有什么用途、使用要求?(APU如何供气供电?)

用途:在地面起动主发动机和发动机的反流检查;地面和起飞爬升时空调用气,可使飞机减少对地面设备的依赖;在空中提供备用气源。使用要求:在地面可以提供电源和气源,在空中一定高度以后提供电源或气源,高度继续增加到一定值后,仅提供电源;APU是短时间工作的,一旦主发动机工作后,发动机正常运转,则不需要它供电供气。使用要求:APU不管其电/气负荷的变化,都工作在接近其额定转速的区域。APU燃油控制器自动调节燃油流量保持该转速。

APU的作用?启动主发动机,地面和起飞爬升时给空调供气。提供电源。地面通电电源,空中备用电源。

124.简述辅助动力装置及其组成?

APU通常是一台小型燃气涡轮发动机,分3个部分:功率部分、引气部分、附件齿轮箱部分.

功率部分包括压气机、燃烧室和涡轮。功率部分驱动压气机和齿轮箱。现代APU的功率部分的压气机提供空气给燃烧室,引气部分的压气机又称负载压气机提供引气给飞机气源系统,用负载压气机省油,在不需要引气时可以断开引气,EGT 不容易到极限值,延长APU寿命;进入负载压气机的空气流量可以调节,可满足气源系统的要求。附件齿轮箱上装有发电机、起动机、燃油泵、冷却风扇等。APU也具备一些系统,如燃油、滑油、空气、控制、指示、排气系统等。

125.现代大型燃气涡轮发动机和APU的启动机分别是哪种类型?各有哪些优缺点?

分别是空气涡轮启动机和电动启动机或启动-发电机。空气涡轮启动机的优点是:扭矩大、重量相对轻、工作可靠、结构简单和使用经济。缺点:需要外界气源、必须遵守启动工作限制:工作时间,冷却时间,循环次数确保启动不过应力和过热。APU启动机-发电机的优点是重量轻,可以启动及发电,不需要外界电源和气源,缺点是输出扭矩小。

126.APU的启动过程?

在驾驶舱内,将面板上的APU主电门置于启动位,进气门打开,燃油关断活门打开,燃油增压泵接通,APU控制组件实行启动前测试,检查电路和传感器状态。测试失败,APU不启动。测试完成APU控制组件作动启动机马达,启动机马达作动后APU监视和控制正确加速到100%转速,监视加速有两个理由,使APU启动程序最佳和保护APU不受损坏。在约10%转速开始点火和供油。当达到50%转速,启动机被离心电门断开,启动机停止工作。发动机继续加速至控制转速的95%,离心电门断开点火电路,所有正常工作的控制和保护电路准备, APU可以供电供气。

127.APU自动停车的条件,如何保证EGT不超温?

自动停车条件:超转(感应转速超过控制转速即超过了110%)、滑油压力低于最小允许值、滑油温度高于允许值、着火的情况下,APU火警探测系统可自动使APU停车。

APU控制组件在加速期间控制计量燃油,满足在安全工作范围内的最好加速,防止EGT超温;当达到工作转速时,确保发动机恒速和EGT不超温。当APU引气负荷过大时,引气活门要关闭一些,减少引气量,而不使涡轮超温。128.说明APU启动和人工停车的部件以及APU火警时,从何处进行灭火操作。

启动只能在驾驶舱APU操纵面板上。人工停车部位:驾驶舱APU操纵面板;地面APU操纵面板。操纵装在驾驶舱APU灭火控制板上的灭火开关;操纵装在APU地面控制板上的灭火开关。

129.在地面启动发动机的过程中若发生失火,应如何处理?

在启动过程中如发生失火火警警告,则应将:1燃油关断手柄拉至关位,以切断燃油;2切断液压油;3切断主电源和引气;4不能脱开起动机,应让起动机带动发动机转子继续冷转直至发动机完全灭火为止。130.APU超温如何处理

关车后检查APU本体有无燃油、滑油渗漏,内部是否损坏,APU控制组件功能是否失效。

131.监视发动机状况参数的仪表有哪些?

EPR、EGT、燃油流量、发动机转速、滑油压力、滑油温度、发动机振动值。

132.在地面启动发动机的过程中,特别是要监视的发动机的参数是哪些?

发动机的转速、排气温度、滑油压力、振动值。

133.什么是监控参数的换算值?为什么要对监控参数进行换算?

监控参数的换算值是将飞行状态所测得的数据换算到海平面标准状态下的值。由于发动机的性能通常都是按海平面标准大气状态确定的。因此在对发动机的性能进行检验或对比时,必须将表征发动机性能的参数换算到标准状态。

134.什么是发动机的一次循环?记录发动机循环数和工作小时数的目的是什么?

一次循环是指发动机启动、运转和停车。记录循环数和小时数用于监视限寿件,发动机零部件的性能变化,衰退率。

135.如何对压气机进行清洗?

气息可以恢复发动机的性能,降低燃油消耗率。用起动机带动发动机冷转,喷入水或乳化式的表面清洗剂,再加入漂洗溶液,最后用干净的水漂洗并试车烘干,记录数据和评估清洗效果。

136.航空燃气涡轮发动机状态监控系统包括有哪些内容?

性能监控,滑油分析,振动分析,无损探伤,孔探检查等。

137.发动机状态监视的趋势分析目的是什么?

性能工程师进行趋势分析目的:识别装在飞机上的发动机和发动机部件的故障,指示系统的误差,评估性能保持随时间的变化。

138.发动机监控参数的趋势分析的实质是什么?

对发动机的状态进行诊断,以判明发动机是否有故障,发生故障的可能部位是什么。

139.燃油消耗率,其与发动机效率的关系?

产生单位推力每小时所消耗的燃油质量称燃油消耗率。飞行马赫数一定时,涡喷发动机的燃油消耗率与总效率成反比140.发动机有几个主单元体组成?

单元体设计概念是将发动机分成若干个结构上独立的能在外场甚至飞机上拆换的单元体。包括风扇主单元体、核心发动机主单元体、低压涡轮主单元体、附件齿轮箱。

141.涡轴发动机自由涡轮的作用及应用

作用:自由涡轮通过与燃气发生器的气动连接,它的输出轴经过减速器来带动旋翼。

应用:不仅在直升机使用,也可用来驱动船舶、火车、汽车或者工业设备上。

142.什么是螺旋桨桨叶迎角?影响桨叶迎角的相关因素?

桨叶弦线和相对风的夹角。相对风的方向由飞机通过空气运动的速度和螺旋桨的旋转运动决定。

发动机吊架上有几个吊点?

三个吊点,前两个后一个

发动机整流罩有哪些?

进气整流罩,风扇整流罩,反推整流罩

发动机主要功能?在飞行中提供推力,着陆时帮助飞机减速,飞机使用过程中为空调增压,防冰等系统供气,给电源和液压系统提供动力。

表征发动机推力的两个重要参数?发动机压力比EPR:低压涡轮出口总压与压气机进口总压之比。另外一个参数是风扇转速N1。

发动机EGT升高,燃油消耗率上升,N2下降,是什么故障?

一是发动机本体的性能衰退;

二是附件驱动系统有问题;

三有可能是空气系统有问题;

四还有其它的一些问题。具体是何问题:那要对发动机试车并结合QAR(快速存取记录器)发动机状态监控曲线进行具体的分析来排除故障。

压气机出口超温可能的原因及处理方法?

答:原因:涡轮超转。处理方法:收油门。

什么是涡轮风扇发动机的涵道比?发动机的涵道比与推力的分配有什么关系?举例说明

涡轮风扇发动机的涵道比是通过外涵道的空气流量和通过内涵道的空气流量之比。

涡轮风扇发动机的涵道比越大,外涵所产生的推力所占的比例越大,如涵道比为4以上的高涵道比涡扇发动机,外涵所产生的推力约为总推力的80%

牛顿第一二三定律:

牛顿第一定律是:任何物体都保持静止的或沿一直线作匀速运动的状态,直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律:物体受到外力作用时,它所获得的加速度的大小与外力的大小成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。牛顿第三定律:一个物体对另一个物体施力,则第二个物体就同时对第一个物体也施力。两个物体之间的作用力和反作用力,在同一直线上,大小相等而方向相反。

热力学第一定律:系统与外界所交换的热量等于系统内能的变化量加上系统与外界交换的功。

热力学第二定律:开尔文说法:“不可能制造出从单一热源吸热并使之全部转变为功的循环发动机”。克劳修斯说法:“不可能由低温物体向高温物体传送热量而不引起其它变化”。

影响推力的因素:

气体流过发动机时对发动机壳体内外壁面的作用力的合力,在发动机轴线方向的分力,叫推力。

影响推力的因素: 通过发动机的空气质量流量和单位推力。

SFC的影响因素:

产生单位推力在一小时内所消耗的燃油质量称为燃油消耗率。影响燃油消耗率的因素有:单位推力和燃烧室出口与进口总温的差值。

单位推力:发动机的推力与流过发动机空气的质量流量的比值,称为单位推力。

加力式涡轮喷气发动机:加力燃烧室位于涡轮和喷管之间,其功用是用来提高喷管前的燃气温度,增大排气速度,从而加大发动机的推力。

涡轮喷气发动机的最佳增压比和最经济增压比:最佳增压比是使循环功达到最大值时的增压比。最经济增压比是使实际循环的热效率达到最大值时的增压比。

燃气发生器的组成:由发动机中间的压气机、燃烧室、涡轮组成的装置叫燃气发生器,也称为核心机。

燃气发生器为什麽是发动机的核心机:燃气发生器可以完成将热能转变为机械能的工作。燃气发生器产生的功按其分配方式不同而形成不同类型的燃气涡轮发动机,即涡喷,涡扇,涡桨,涡轴发动机。风扇、螺旋桨和旋翼所需的功率均来自燃气发生器。

畸变指数:进气道出口流场均匀程度的参数叫畸变指数。进气道出口处的最大总压与最小总压之差除以出口处平均总压的值。

进气道的总压恢复系数:出口处的总压与来流总压之比称为进气道的总压恢复系数。总压恢复系数的大小反映了流动损失的大小,总压恢复系数大,说明流动损失小。

维护过程中如何防喘:

1. 防止压气机叶片被外来物打伤或腐蚀。

2. 保证防喘系统正常工作,防止由于防喘机构发生故障而引起喘振。

3. 航前,航后和定检工作完成后,注意清点工具等物,严禁进气道或发动机舱内遗留工具或杂物。

4. 在发动机进行试车前,除应检查进气道有无遗留杂物外,还应检查停机坪周围,避免发动机工作时,将外物吸入发动机。

叶片损坏的原因:发动机振动大,使叶片产生裂纹或断裂。外来物使压气机叶片产生裂纹或断裂。长期使用过程中出现的腐蚀及疲劳裂纹。

叶片和盘的连接,燕尾型榫头的特点:型式有三种:销钉,燕尾型的榫头,枞树型的榫头。

压气机叶片常采用燕尾形榫头。这是因为燕尾形榫头尺寸较小,重量较轻,能承受较大的负荷,加工方便,生产率高。但是榫槽内有较大的应力集中。

轴流式压气机转子的组成:轴流式压气机转子的三种基本结构型式是:鼓式,盘式,鼓盘式。目前广泛使用的是用长短螺栓连接的鼓盘式转子。这是因为鼓盘式转子具有抗弯性好和强度高等优点。

扩压器:扩压器安装在压气机和燃烧室之间。它是一个扩张形的管道。其功用是使气流速度下降,压力提高,为燃烧室内的稳定燃烧创造条件。

燃烧室污染物:燃烧室排放的污染物,除了因燃油中含硫而生成的SO2外,通常还有CO2、CO、HC、NO2、NO、烟等。在慢车状态下,CO和HC的含量较多。在高转速下Nox和烟的含量较高。

燃烧室容积利用程度参数的定义:燃烧室尺寸的大小用容热强度来表示。在单位压力和单位燃烧室容积中, 一个小时之内, 进入燃烧室的燃油燃烧实际所释放出的热量称为容热强度。容热强度大,表示燃烧室的尺寸小。容热强度小,燃烧室的尺寸大。

燃烧室出口温度分布的要求:在一个圆环上温度分布要均匀,即同一个环上各处的温度相差不能太大。在径向上靠近涡轮叶片叶尖和叶根处的温度应低一些,而在距叶尖大约三分之一处温度最高。

涡轮叶片冲击式、反力式特点:冲击式涡轮是由于气流方向改变而产生的。反力式涡轮吸收燃气能量产生扭矩是由于气流速度的大小和方向的改变而产生的。冲击式涡轮的工作叶片是前缘和后缘较薄,,而中间较厚。反力式涡轮的工作叶片是前缘较厚,而后缘较薄。混合式涡轮叶片综合冲击式和反力式叶片叶根冲击多反力少,叶尖反力式。

发动机在稳态下工作,燃气涡轮前温度与转速的关系(低转速时、高转速时):低转速和高转速时涡轮前温度高,中转速时涡轮前温度低。

影响涡轮间隙的因素有涡轮机匣和涡轮叶片所使用的材料,发动机的工作状态和飞行条件。

加速性:在中转速以下工作时压气机稳定工作裕度的限制。在高转速范围内涡轮强度条件的限制。在高空燃烧室稳定工作要求的限制。

共同工作条件:转速一致;流量连续;压力平衡;功率平衡。

风扇凸台的作用:增加风扇的刚度,减小震动。

风扇发动机的涵道比:涵道比随转速的增大而减小。随着飞行速度的增大,涵道比在不断地增大。在11000米以下,高度升高时涵道比减小;在11000米以上,涵道比均保持不变。

影响涡扇发动机推力的因素:内涵流量,单位推力和涵道比三个。内涵流量增大,推力增大;单位推力增大,推力增大;涵道比增大,推力增大。

轴承的种类:滚动轴承有滚珠轴承和滚棒轴承。轴承可分为向心型轴承和推力型轴承两大类,向心轴承只能承受径向载荷;而推力轴承只能用来承受轴向载荷。

滚动轴承组成:滚动轴承由内圈,外圈,滚动体和保持架组成。

内圈装在轴上,与轴一起转动;外圈在轴承座上,起支撑滚动体的作用;滚动体在内圈和外圈间的滚道内滚动,承受载荷,保持架的作用是将滚动体相互隔开,避免互相碰撞和摩擦,并使每个滚动体均匀轮流地承受相等的载荷。

燃油系统的功用:燃油系统的功用是在各个工作状态下将清洁的、无蒸汽的、经过增压的、计量好的燃油供给发动机。燃油泵分为几类、特点:燃油泵有容积式泵和叶轮式泵两种。

容积式泵包含有柱塞泵、齿轮泵、旋板泵(叶片泵)。容积式泵是依靠泵的抽吸元件作相对运动,交替改变元件间的自由容积进行吸油、排油的。供油量取决于元件一次循环运动中自由容积变化的大小。在一定的供油量下,泵根据出口处的液体流动阻力来建立压力。

叶轮式泵包含有离心泵、汽心泵、螺旋泵。叶轮式泵是依靠叶轮作旋转运动,使经过叶轮的液体增加动能和压力能,在叶轮后的扩压器中再将液体的动能部分滞止,转化为压力能。

监控型发动机EEC如何精调推力:EEC输出信号通过力矩马达控制燃油控制器输出的燃油量,来控制N2的转速,进一步调节N1转速。N1传感器将N1转速传给EEC,EEC再根据反馈的偏差进一步通过燃油控制器控制N2来调节N1,最终达到精确控制推力。

发动机的闭环控制:被控对象的输出即为控制装置的输入,控制装置的输出即为被控对象的输入,整个控制系统形成一个闭合的回路,按偏离原理工作。优点是精度高,不仅对外界干扰而且对内部部件性能退化造成的被控参数变化也能修正,缺点是不及时。

发动机的开环控制,优缺点控制装置和被控对象同时感受外界干扰,改变可控变量,补偿干扰量引起的被控参数变化,

按补偿原理工作。优点是及时、稳定,缺点是不能补偿所有干扰,精度差。

电嘴有两种基本类型,即收缩或约束空气间隙式以及分路表面放电式

点火导线的检查:安装点火导线之前,应检查弹簧作用的触点组件是否运动自由和指定的地方按照相应的维护手册实施绝缘电阻检查。屏蔽也应检查是否有擦伤和陶瓷绝缘衬套是否有裂纹或其他损伤。

启动机和点火部件应贮存在清洁、干燥,温暖和无腐蚀油雾的条件下。

发动机的防冰:在结冰区发动机进气道前缘处和整流锥、压气机的进气导向器处会结冰。防止结冰是必要的,因为在这些地方结冰会大大限制通过发动机的空气流量,从而引起发动机性能损失并可能会使发动机发生故障。此外,脱落下来的冰块被吸入发动机或撞击进气道吸音材料衬层时可能造成损坏。

涡扇发动机防冰部位和通常采用的防冰方法?

防冰部位:整流罩、进气导向叶片和整流锥。

防冰方法:从发动机高压压气机引出热空气进行加温。

仪表颜色:一般绿色弧段表示正常范围;黄色弧段表示警戒范围;红色径向线表示不能超越的最大或最小允许值。

波登管:波登管是薄壁,扁平,椭圆形的青铜管,弯成半圆形。工作原理是:被测流体从一端进入波登管,当管内流体压力增加时,波登管的椭圆截面试图变圆,半圆试图伸直,带动连到另一端的指针转动,指示出流体的压力。需要定期校准。

两种温度传感器:

1、低温一般用电阻式温度传感器,工作原理是:金属材料的电阻随温度而变化。温度的变化导致金属电阻值的变化,进而相应的改变指示器的电流。指示器的指针按温度的变化偏转。这就是电阻式测温元件的测温原理。

2、高温一般用热电偶温度传感器,工作原理是:两种不同金属丝,一端相连是热端,指示器的是冷端,当两端有温差时,在电路中产生电动势,电动势与温差成正比。

反推的作用:反推装置用于飞机触地后,减低飞机滑跑速度,缩短滑跑距离。

涡轮发动机滑油特点:燃气涡轮发动机使用合成滑油,即从动物、植物、矿物基滑油提炼人工合成的。它的优点是不易沉淀而且高温下不易蒸发。它的缺点是不管溅到什么地方,都可能产生气泡和掉漆。合成滑油有填加剂,易被皮肤吸收,有高毒性,应避免长时间暴露和接触皮肤。

调压式活门的原理:在该系统中将供油路中的滑油压力限制到给定的设计值来控制向轴承腔供应的滑油流量。滑油压力由调压活门控制。当超过设计值时,它允许滑油从增压泵出口回油。在所有发动机正常工作转速下,它都提供恒定的供油压力。

APU的离心电门作用:离心电门的功用是控制APU的启动和点火,控制工作程序和超转保护电路。

APU供气条件:APU转速在95%~105%。APU引气电门置“ON”位。

燃油控制器中有哪几个限制器:燃油控制器中有最大转速限制器,排气温度限制器和扭矩限制器。

涡桨发动机的当量轴功率:供给螺旋桨的功率为轴功率。计算总的功率输出时,必需加上喷气推力所产生功率的影响称为当量功率。

工作状态的检查:在地面对发动机进行慢车检查和起飞(最大)推力的检查。这是因为慢车状态并不是发动机工作状态完全可靠的指示,而且燃油流量和仪表在小读数范围内经常是不准确的,所以还需进行起飞(最大)推力的检查。

发动机在存放和运输:对发动机应进行油封处理,即发动机内外表面要用专门的防腐蚀剂加以保护,所有的孔口要封死,将发动机装在罩袋内,其中放规定量的干燥剂,并放在干燥的环境中。

冷段和热段:从维护角度上分,将发动机分为冷段和热段两部分。冷段:进气道,压气机,扩压器。热段:燃烧室,涡轮,喷管。

更换发动机叶片:维护更换发动机叶片应遵循的原则有:

1、维修检查后的叶片必须安装在原来的槽内。

2、更换叶片时,必须更换与原来叶片动量矩标记相同的叶片。

3、如果没有与原来叶片动量矩标记相同的叶片,则当该级有偶数个叶片时,应更换两个动量矩标记相同的叶片,即除了更换已损坏的叶片外,还应将与之相距180°的另一个叶片也进行更换。当该级有奇数个叶片时应更换三个动量矩标记相同的叶片,即除了更换已损坏的叶片外,还应将与之相距120°的另两个叶片也进行更换。

发动机监控四个参数一起变判断故障:

若所有的监控参数偏差值具有相同的变化趋势,则可能是EPR指示系统的故障或是TAT指示系统的故障。若同一架飞机

上各台发动机都是这样,就是TAT指示系统的故障,只有一台发动机是这样,则是该发动机的EPR指示系统的故障。

喷气发动机的热力循环是什么?(布来顿循环或定压循环)

[1]绝热的压缩过程[2]定压的加热过程[3]绝热的膨胀过程[4]定压的放热过程

推力是怎样产生的?运用牛顿第二定律解释发动机推力

[1]气体流过发动机时,发动机的内壁及各部件对气体施加作用力,使其动量发生变化,而气体必然同时给予发动机及各部件以反作力,这些反作用力在轴向分力的合力,即为发动机的推力。

[2]牛顿第二定律[3]牛顿第三定律

F=qm(V5-V)+A5(P5-P0)

F:推力(牛顿)

qm:进入发动机的空气质量流量(公斤/秒)

V5:喷气速度(米/秒)

V:飞行速度

A5:喷管出口面积(米2)

P5:喷管出口压力(帕)

P0:大气压力

单路正向循环式滑油系统, 单路反向循环式滑油系统分别怎样?

[1]单路正向循环式滑油系统:将热交换器安装在回油路上的滑油系统叫正向式滑油系统.(冷油箱)

[2]单路反向循环式滑油系统:将热交换器安装在供油路上的滑油系统叫反向式滑油系统.(热油箱)

发动机试车有几种形式?(要答:试车台试车,在翼地面试车,在翼空中试车)

正常情况下可以调整发动机的那些部分高低慢车,部分功率,燃油比重

MEC的作用发动机主燃油控制,根据油门的指令,并参考其他参数的输入来控制发动机N2转速,并发出指令调整VBV,VSV的位置,设置高压涡轮间隙控制的工作。

PMC的作用功率管理控制器根据油门杆角度,风扇进口空气压力(ps12)和风扇进口温度(T2)来输出电信号,有限度地超控MEC,设立正确的N1转速,保证发动机推力。

环形燃烧室有哪些类型?直流式环形燃烧室,折流式环形燃烧室和回流式环形燃烧室。

扼要论述导致喘振的原因和排除方法。具体原因是:防喘装置调节不当或失效;场温较高;使用操作不当。

排除方法:应做相应的检查和维修,操作时动作不要过猛过快。

简述收缩喷管的组成和各部分的功用?收缩喷管通常是由中介管和喷口组成。中介管又称为排气管,是由外壳,整流锥和支板组成。中介管安装在涡轮的后面,其作用是整流和使燃气减速,以减小损失。整流锥可使气流通道由环形逐渐变为圆形,以减小燃气的涡流。支板可迫使方向偏斜的气流作轴向流动以减小流动损失。喷口是收敛形的管道,使燃气加速,以获得较大的推力。

何时使用反推力装置? 反推力装置使用不当会造成什么问题?

发动机着陆,将油门收到慢车位再拉起反推手柄,打开反推力装置,产生反推力。当飞机滑跑速度降低到接近80海里/小时,关闭反推力装置,不再产生反推力。反推力装置使用不当会造成发动机超温;当飞机滑跑速度很低时,反推力装置仍在工作,则会造成排出的燃气重新被吸入,从而会造成压气机喘振。

为什么近代燃气涡轮发动机皆采用复合控制?

(1)近代飞机对控制精度要求不断提高,可靠性要求必须保证。

(2)复合控制是综合了开环和闭环控制的优点而缺点得到相互弥补,从而使控制系统精度高, 响应快, 而且工作稳定。燃气涡轮发动机控制器的型式有哪几类?主要特征?

液压机械式(包括气动机械式):包括计量部分、计算部分;

监控型电子控制:液压机械为主控制器,电子控制辅助。

全功能(全权限)数字电子控制:全部计算由EEC进行,液压机械为执行机构。

在电子控制中力矩马达的作用是什么?如何实现?

力矩马达将EEC的电信号转换成液压机械控制器能接受的液压信号。力矩马达电流大小改变挡板开度或分油活门位置,使伺服机构(或活门)动作。

燃气涡轮发动机燃油加温有什么限制?

在起飞、进近或复飞时不应使用燃油加温,过多热量可能引起燃油汽化,有熄火的可能。

燃油控制器中的分油活门、喷嘴挡板是什么性质的元件?其作用是什么?

是液压放大元件。由于敏感元件的输出信号较小,经其放大后再作动执行元件。

随着大气温度变化,放气活门关闭转速是否变化?为什么?

随着大气温度升高,放气活门关闭转速应增大。因大气温度升高,压气机进口总温升高,空气难于压缩,压气机增压比减小,就可能进入“前喘后涡”状态,使压气机喘振趋势增大,所以,放气活门关闭转速也应相应增大。

为什么燃气涡轮发动机需要安装高能量点火系统?

因为工作条件差,特别在高空点火时,气体压力低,温度低,空气密度小,气流速度大,点火困难,需要高能量。所以需要高能量点火系统。

为什么进入发动机的空气流量突然减少,压气机易发生喘振?哪些情况可以造成空气流量突然减少?

进入发动机的空气流量突然减少,可以使压气机前几级气流轴向速度减少,流量系数减少,相对速度方向变陡,而使攻角变大,气流在叶背上产生分离,导致整台发动机喘振。造成上述情况有:①供油量增加过快过多;②着陆滑跑速度减至小速度时仍使用反推。

如果发动机在低功率下喘振,如何探测?采取哪些自动恢复正常的措施?

通过感受压气机出口压力的下降率可自动探测到。纠正措施有:①自动打开所有放气活门。②提供高能到两个点火电嘴,以防止燃烧室熄火。③瞬时减少向发动机供油,待恢复后按正常的供油量供油。

温度的非电测量是依据什么原理进行的?举例说明。

通过测量当吸收或放出热量时,物体发生的物理变化。如:充填式:利用充填易挥发液体受热后蒸汽压力的变化反映温度。双金属式:利用两种不同金属受热后线膨胀系数不同而产生的变形。

涡轮发动机中,哪一个温度是最关键的温度?燃气温度一般在什么部位测量?

涡轮前的温度是最关键的温度。燃气温度一般在涡轮出口处测量。

在安装或修整热电偶中, 为什么不能剪短热电偶导线?

因为在热电偶安装中导线电阻值是关键的,剪短导线改变了电阻值,影响测量精度。

目前燃气涡轮发动机常用的转速传感器有哪两种类型? ⑴转速表发电机。⑵变磁阻式转速传感器。

使用空气涡轮起动机的燃气涡轮发动机是用什么方法关断起动空气活门以停止起动机工作的?

用感受发动机转速的装置,如离心电门,或电磁活门断电的方法,关闭起动空气活门, 以停止起动机的工作。

安装电嘴时, 如使用的拧紧力矩超过规定会造成什么危害?

安装电嘴使用力矩过大,将引起:⑴绝缘体(或绝缘层)损坏;⑵电嘴间隙改变;⑶电嘴螺纹变形。

当你从燃气涡轮发动机拆卸电嘴时, 你必须怎样做以保证人身安全?

当从燃气涡轮发动机上拆卸电嘴时,应首先关断点火开关,并等待一定时间后, 使电容器放完电之后, 再拆卸, 以保证人身安全。

燃气涡轮发动机使用的复合式点火系统各在什么情况下输出低值和高值?

高值输出:①地面起动和空中起动;②特殊情况如探测到压气机喘振,则自动输出高值到两个电嘴。

低值输出:①起飞、着陆以及恶劣天气,如大雨、大雪或在颠簸气流中飞行等;②防冰电门在接通位时。

为确定发动机内部状况, 对滑油实施哪些检查?①检查滑油滤; ②检查磁性堵塞; ③滑油取样, 进行光谱、铁谱分析。滑油增压泵和回油泵,哪一个有较大容量? 为什么?滑油回油泵。因为滑油回油温度高,体积膨胀另外由于滑油温度高,回油中含有大量的泡沫。

滑油如何防止飞机发动机里面的腐蚀? 滑油油膜复盖金属零件表面, 阻止氧接触金属而造成的氧化和腐蚀。

滑油系统中为什么要安装油/气分离器? 将油和气分离并去除油蒸汽和气泡,防止供油中断或破坏油膜(油膜破裂),减少滑油消耗。

滑油系统通气装置主要功用是什么?①平衡滑油腔压力,以保证轴承腔封严。②保证滑油系统工作正常。③减小滑油消耗。

燃气涡轮发动机润滑系统的滑油压力过高、过低会造成什么后果?

滑油压力过高:(1)易引起滑油泄漏,造成滑油消耗量过大;

(2)会使系统中散热器薄壁结构部件损坏而影响系统正常工作。

滑油压力过低:(1)造成流量小,对机件冷却和润滑不利,特别是涡轮轴承等会过热。

航模涡轮喷气发动机制造安装

航模涡轮喷气发动机制造安装 HerrSchreckling早期受到过基础技术教育,后来又修完了重点在应用物理学方面的工程课程。之后又在一家大型的化工公司从事工程控制和系3统控制方面的工作。HerrSchreckling在15岁之前已经有了飞行模型的经验,那是他第一次把一套飞机模型套件组装起来后的事。几年之后他开始学习制造模型飞机和无线电控制设备。他特别钟情于模型的动力系统,但那时还没有重大的进展。因此他投入了相当多的时在电动飞行器方面的开发:可调螺距的推进系统和计算机优化的电动飞行系统。接下来他的首次成功尝试是用他自己制作的一套电动直升机,随后是他为WolfgangKueppers设计了电动系统,并创造了竞速模型的速度记录。再随后的五年中他把他的全部业余时间投入了喷气发动机的开发,并且抽出时间写出他在这方面的成功经验。因此,如决定要开发专业级的模型喷气发动机的话,HerrSchreckling 是最适合的合作人选。虽然HerrSchreckling并不是非常好的模型飞行员,但是他具有独创的见解,并且在一个领域有独创,并把他自己做的发动机装到了模型中并且飞了起来,因此他必定是我们这个时代最多才多艺最有经验的模型制造者。至今已经有很多种成功类型的FD3/64涡轮喷气发动机被制造出来,这促使我决定要给这本新版本的书添加一个附录,涉及到喷气发动机的一些特殊问题,但是如果我要写一个很透切的附录那肯定会超出本书的范围,甚至会让读者困惑。很多问题摆在我面前,比如说:“为什么你把FD3/64发动机设计

成这个样子而不是那样?”对于这个问题我只能作一些比较片面的回答。当面对一个比较棘手的问题,比如轴承润滑的供给,我试图使用一些简单实用的解决方案而不使用比较完善但复杂的测试每一种方法找出最好的系统的方法。有很多在喷气模型方面比较成功的模型爱好者,他们的活动在1994年在Nordheim举行的争夺战利品Ohain/Whittle中形成了一个高潮。尽管是作为一个非完全专业的模型爱好者来参加竞赛的,但是由ReinerEckstein制作并操作使用FD3/64涡轮喷气发动机的一架“涡轮驯马师”获得了quotBestofShowquot奖。自从第一个版本出现以后很多真正的开发工作已经进行,并且在半像真比例模型和FD3发动机的飞行中获得了很多经验,这导致了一种新的更精确完美的设计的产生:FD3/67LS涡轮喷气发动机套件。当然我会很愿意对按我的图纸制作发动机中遇到的问题进行解释,对于过去在电话中耐心的听我指导的模型爱好者我在这向他们表示感谢。 简介22222.1简单的涡轮喷气发动机如何工作2.2一个用业余制作燃气轮机的好方法2.3燃烧系统2.3.1燃料2.3.2燃烧室和燃油喷射器2.4温度问题2.5冷却33333.1涡轮喷气推进和螺旋桨推进的本质区别3.2在典型的模型飞行器飞行中的动力效应3.2.1滑跑起飞3.2.2爬升性能和最大速度3.2.3典型的动力运动:圆周运动3.3涡轮喷气模型的飞行经验3.3.1今天的涡轮喷气发动机模型3.3.2涡轮喷气发动机模型的特性3.4飞行中的涡轮喷气发动机3.5噪声3.6模型介绍44444.1角速度和平面速度4.2涡轮的设计过程54.3压缩机的设计过程4.3.1增压涡轮的设计与空气动力的关系4.3.2扩散系统的设计4.3.3

小型涡喷发动机制造材料总结

小型涡喷发动机制造材料总结 我是王开心,欢迎大家加入CHNJET中国喷气爱好者原地!介于大家对小型涡喷发动机的热爱以及对制造一个属于自己小型涡喷发动机的追求,在此我写下这点总结以备大家在制造和生产小型涡喷发动机的过程中对于制造材料产生疑惑时做以参考,同时在这里也纠正一些刚刚了解到涡喷发动机和金属材料的朋友们的一个直观错误:选择耐高温材料并不单单只看这个金属材料的熔点,而是应多方面考虑到这个金属材料的蠕变强度,热疲劳性,高温抗氧化性以及高温下金属会产生晶粒长大效应等等因素。 相关名词的解释说明——晶粒长大效应:晶粒长大是金属的一种缺陷,晶粒越大,晶界越少,晶界少了金属各部分抵御外界的能力就变小了,因此晶粒长大效应是判断金属在高温下性能好坏的重要指标。 大家在制造小型涡喷发动机的过程中最能接触到的金属材料我总结为以下几种:304不锈钢,316L不锈钢,310S不锈钢,NAS800,NAS600和K418耐高温合金。下面对上述几种材料在加工和生产中容易遇到的问题和使用中容易遇到的问题做以介绍。 首先304不锈钢,316L不锈钢,310S不锈钢,NAS800,NAS600都属于“奥氏体不锈钢”奥氏体不锈钢具有很高的耐蚀性,良好的冷加工性和良好的韧性、塑性、焊接性和无磁性,下面我们就来分析一下这几种金属在制造微型涡喷发动机时所要了解到的一些特性。

SUS304 304不锈钢介绍:304不锈钢由于含碳量较低,因而有良好的加工成型性和抗氧化性,同时该钢具有良好的焊接性能,适用于各种方法的焊接(备注:该钢焊接后不需进行热处理工艺)。 304不锈钢的抗氧化特性:1,该钢在700-800℃氧化时具有优异的抗氧化性能,属于完全抗氧化级。2,该钢在900℃时表面形成的氧化膜开始脱落,属于抗氧化级。3,该钢在1000℃时属于次抗氧化级。304不锈钢管最高使用温度在750度-860度但是,实际上达不到860度这么高。450度时有个临界点,情况如下:304不锈钢不易保持在450到860度,因为在450度以上的时候,会稀释碳周围的铬,形成碳化铭,造成贫铬区,从而改变不锈钢性能材质;而且,450的温度外加屈服力会使得奥氏体向马氏体转化。说简单通俗一点,经常在450度以上环境下使用,304不锈钢的性能和结构都发生变化。 总结得出:304不锈钢在900℃以下的热空气中具有稳定的抗氧化性,同时在900℃时304不锈钢具有较小的晶粒尺寸,在800-1000℃时产生了奥氏体晶粒长大效应,加温为1000℃时,晶粒的平均截距开始增大。所以在制造小型涡喷发动机时如果设计温度在600-900℃时不建议长期使用304不锈钢。但是,在模友制造过程中 如果受到经费的限制可以考虑用304不锈钢制造一个低推力的小型涡喷发动机的主轴,燃烧室及尾喷口。 SUS316L

自制喷气式发动机

自制喷气式发动机 自制喷气式发动机 2010-03-19 17:24:20| 分类:动手动脑DIY | 标签:喷气式发动机自制喷气式超轻型飞机超轻型飞行器|字号订阅 自制喷气式发动机《转》 自1988年出第一架模型引擎後,模型界引擎的。1993年法国jpx推出以丙烷为燃料的商品航模涡喷发动机,随后各种商业涡喷厂家日渐增多,使得涡喷发动机的价钱到了人们能接受的水平,因此,飞按比列缩小,配上喷气发动机的航模象真机,成了发达国家地区的航模爱好者最热门的爱好。 但是商品涡喷发动机,价格昂贵,折合人民币高达30000元,因此在许多国家,因此许多爱好者选择自己制涡喷发动机。自从英国的一位工程师级的发烧友kurt shreckling自己设计的第一款涡轮喷气发动机,并在1998年出版了一本书名叫,《航模喷气发动机-Gas turbine engine for aircraft model》,打破了涡喷爱好者不能业余自制的神话,书中是以他自己设计FD3-64为例,详细介绍了这款发动机的制作过程,用的是普

通车床,及不锈钢为主料制成,目的是让爱好者能用日常找到的材料来加工出来,虽然推力不够专业的商品机大,但其推力用在航模上绰绰有余,加上其制作成本很低,约100美元,成为国外喷气机爱好者最热门的制作,从这开始,各种型号自制涡喷发动机在此基础上改进发展起来。从最初的 fd3-64的2.5公斤推力到,最新的12公斤推力。这一切都是广大涡喷自制爱好者努力研究的结果 做为自制涡喷的原型机,可能现在你打算自制涡喷时,不用选择制作fd3-64,因为它毕竟是98年的产品,现在的国外爱好者的通过改进设计,自制涡喷已经达到12公斤推力。推重比10左右。 但不要认为它已过时,而一无用处,因为fd3-64的制作理论,让你在家哩打造涡喷成为了现实,不用去担心没有航空发动机制造厂的专用设备,因为日常生活中你能找到相应的材料来加工。同时,作者打破迷信专业厂家的思想,自己开动脑筋,用中国人的话说,就是想尽一切土办法,在科学的理论指导下制成了能用于航模的喷气发动机。他的成功,同时也鼓励了更多的爱好者参与到自制涡喷的研究与发烧行列中来,大大提高了自制涡喷的推力,这是一种挑战与锻炼。同时我们也可以参考fd3-64的制作加工部件过程,敢于根据自己的条件,在科学理论指导下,改进加工方法。但是fd3-64毕竟是过时的设计,它的木头压气轮需要碳纤加强,加上效

涡喷发动机和涡扇发动机

涡轮喷气发动机的诞生 二战以前,活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就,使得人类获得了挑战天空的能力。但到了三十年代末,航空技术的发展使得这一组合达到了极限。螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候,桨尖部分实际上已接近了音速,跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降,推力不增反减。螺旋桨的迎风面积大,阻力也大,极大阻碍了飞行速度的提高。同时随着飞行高度提高,大气稀薄,活塞式发动机的功率也会减小。这促生了全新的喷气发动机推进体系。喷气发动机吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,对发动机产生反作用力,推动飞机向前飞行。 早在1913年,法国工程师雷恩·洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计,并获得专利。但当时没有相应的助推手段和相应材料,喷气推进只是一个空想。1930年,英国人弗兰克·惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利,这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。11年后他设计的发动机首次飞行,从而成为了涡 轮喷气发动机的鼻祖。 涡轮喷气发动机的原理 涡轮喷气发动机简称涡喷发动机,通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。部分军用 发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。 涡喷发动机属于热机,做功原则同样为:高压下输入能量,低压下释放能量。 工作时,发动机首先从进气道吸入空气。这一过程并不是简单的开个进气道即可,由于飞行速度是变化的,而压气机对进气速度有严格要求,因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。 压气机顾名思义,用于提高吸入的空气的的压力。压气机主要为扇叶形式,叶片转动对气流做功,使气流的压力、温度升高。随后高压气流进入燃烧室。燃烧室的燃油喷嘴射出油料,与空气混合后点火,产生高温高压燃气,向后排出。高温高压燃气向后流过高温涡轮,部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,驱动涡轮旋转。由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上,因此也驱动压气机旋转,从而反复的压缩吸入 的空气。 从高温涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速从尾部喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,从而产生了对发动机的反作用推力,驱使飞机向前飞行。 涡轮喷气发动机的优缺点 这类发动机具有加速快、设计简便等优点,是较早实用化的喷气发动机类型。但如果要让涡喷发动机提高推力,则必须增加燃气在涡轮前的温度和增压比,这将会使排气速度增加而损失更多动能,于是产生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此涡喷发动机油耗大,对于商业民航机来说是个致命弱点。 涡轮风扇喷气发动机的诞生 二战后,随着时间推移、技术更新,涡轮喷气发动机显得不足以满足新型飞机的动力需求。尤其是二战后快速发展的亚音速民航飞机和大型运输机,飞行速度要求达到高亚音速即可,耗油量要小,因此发动机效率要很高。涡轮喷气发动机的效率已经无法满足这种需求,使得上述机种的航程缩短。因此一段时期内出现了较多的使用涡轮螺旋桨发动机的大型飞机。 实际上早在30年代起,带有外涵道的喷气发动机已经出现了一些粗糙的早期设计。40和50年代,早期涡扇发动机开始了试验。但由于对风扇叶片设计制造的要求非常高。因此直到60年代,人们才得以制造出符合涡扇发动机要求的风扇叶片,从而揭开了涡扇发动机实用化的阶段。 50年代,美国的NACA(即NASA 美国航空航天管理局的前身)对涡扇发动机进行了非常重要的科研工作。55到56年研究成果转由通用电气公司(GE)继续深入发展。GE在1957年成功推出了CJ805-23型涡扇发动机,立即打破了超音速喷气发动机的大量纪录。但最早的实用化的涡扇发动机则是普拉特·惠特尼(Pratt & Whitney)公司的JT3D涡扇发动机。实际上普·惠公司启动涡扇研制项目要比GE晚,他们是在探听到GE在研制CJ805的机密后,匆忙加紧工作,抢先推出了了实用的JT3D。

喷气发动机原理简介

喷气发动机原理简介

分类 涡轮喷气式发动机 完全采用燃气喷气产生推力的喷气发动机是涡轮喷气发动机。这种发动机的推力和油耗都很高。适合于高速飞行。也是最早的喷气发动机。离心式涡轮喷气发动机 使用离心叶轮作为压气机。这种压气机很简单,适合用比较差的材料制作,所以在早期应用很多。但是这种压气机阻力很大,压缩比低,并且发动机直径也很大,所以现在已经不再使用这种压气机。 轴流式涡轮喷气发动机 使用扇叶作为压气机。这样的发动机克服了离心式发动机的缺点,因此具有很高的性能。缺点是制造工艺苛刻。现在的高空高速飞机依然在使用轴流式涡喷发动机。 涡轮风扇发动机 一台涡扇发动机的一级压气机 主条目:涡轮风扇发动机

在轴流式涡喷发动机的一级压气机上安装巨大的进气风扇的发动机。一级压气机风扇因为体积大,除了可以压缩空气外,还能当作螺旋桨使用。 涡轮风扇发动机的燃油效率在跨音速附近比涡轮喷气发动机要高。 涡轮轴发动机 主条目:涡轮轴发动机 涡轮轴发动机类似涡桨发动机,但拥有更大的扭矩,并且他的输出轴和涡轮轴是不平行的(一般是垂直),输出轴减速器也不在发动机上。所以他更类似于飞机上用的燃气轮机。 涡轴发动机的大扭矩使他经常用于需要带动大螺旋桨的直升机。它的结构和车用燃气轮机区别不大。 涡轮喷气发动机(Turbojet)(简称涡喷发动机)[1]是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。通常用作高速飞机的动力。油耗比涡轮风扇发动机高。 涡喷发动机分为离心式与轴流式两种,离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利,但是直到1941年装有这种发动机的

飞机才第一次上天,没有参加第二次世界大战,轴流式诞生在德国,并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。 相比起离心式涡喷发动机,轴流式具有横截面小,压缩比高的优点,但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。当今的涡喷发动机均为轴流式。 一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解(浅蓝色箭头为气流流向)图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口

第六章 双轴涡轮喷气发动机

第六章双轴涡轮喷气发动机 Twin spool turbo-jet engine 第6.1节双轴涡轮喷气发动机的防喘原理和性能优点Avoiding surge occurred and other adventages of Twin spool turbo-jet engine 采用双轴涡轮喷气发动机的主要目的是防止压气机喘振。双轴发动机把一台高设计增压比的压气机分为二台低设计增压比的压气机,分别由各自的涡轮带动。低压压气机与低压涡轮组成低压转子,高压压气机与高压涡轮组成高压转子,双轴发动机的结构方案如图6.1.1。 图6.1.1 双轴发动机简图 为什么双轴发动机在转速降低时有效的防止压气机喘振?这个问题在前面已经讨论过了,现在联系涡轮的工作状态进一步说明如下: 单轴的高设计增压比压气机在非设计状态下工作严重恶化,是由于沿压气机气流通道轴向速度的重新分布所引起的,根据压气机进口和出口流量相等的条件,可以得到 式中A 2、A 3 、c 2z 、c 3z 、ρ 2 和ρ 3 分别代表压气机进出口的面积、气流轴向分速度 和密度。上式可以改写为 由多变压缩过程的关系可得: 式中 n——多变指数 分别用压气机进出口的周向速度u 2和u 3 除上式左边的分子和分母,可得

上两式中K 1和K 2 为常数。在速度三角形中c z /u称为耗量系数。 由上两式可见,压气机增压比的变化将导致压气机进出口轴向速度之比和耗量系数之比也相应地变化。当发动机相似参数变化时,就会产生这种情 况。发动机相似参数的变化可能是由于转速的变化引起的,也可能是在转速不变时压气机进口温度变化引起的,这两种情况没有本质的差别。 由压气机的气流速度三角形可以知道,耗量系数的变化影响着速度三角形的形状,使气流流入压气机叶片的攻角发生变化。例如,压气机进口耗量系数c 2z 降低,将引起第一级压气机叶片的攻角增大;而压气机出口耗量系数c 3z 增加,将引起末级压气机叶片攻角减小。 因此,当发动机转速相似参数降低后,压气机的最前面几级和末后几级都将 偏离它们的设计状态,中间各级由于耗量系数c z 变化不大,因而工作状态变化不大。压气机前后各级的攻角偏离设计状态,首先使压气机级效率降低,进一步发展将会导致压气机喘振。在非设计状态下前后各级工作不协调的现象对于高设计增压比的压气机将更为严重。 通过上述分析,可以知道,要达到在非设计状态下前后各级协调地工作,最有效的方法是使各级的转速相应于各级进口气流轴向速度的重新分布而各自变 化,以保证各级耗量系数c z 不变。然而这在结构上是不可能的,也不需要这样。在一般情况下只要把压气机分成两组就足够了。这就成为双轴压气机和双轴发动机。 当双轴发动机的转速相似参数降低以后,高压转子和低压转子的转速自动地进行调整,使前后各级能够协调工作。为了说明这个现象,再进一步分析压气机和涡轮工作的某些特点。 压气机由设计状态降低转速和增压比时,前后各级的气流轴向速度和耗量系数都将重新分布,前几级的耗量系数降低,攻角加大;而后几级的耗量系数加大, 攻角减小。攻角的改变将引起各级加功量w c,i 的变化。 对于前面几级,攻角加大时,工作轮出口的气流相对速度方向基本不变,因 而气流转角Δβ加大,扭速Δw u 加大。如果是压气机进口温度增加使转速相似参数降低而工作轮切线速度u不变时,级的加功量也加大。 对于后面几级,流入角减小时,将使气流转角Δβ减小,扭速Δw u 减小, 因而级加功量w c,i 减小。 总之,当压气机增压比降低时,低压压气机的加功量w c,l 和高压压气机的加 功量w c,h 之比将加大,即 式中下角注s表示设计状态下的比值。 如果低压压气机和高压压气机用同一个比值降低转速(这在双轴发动机上当然是不可能的,但为了便于分析,姑且这样假设),那末上述加功量比值的变化关系仍然是正确的。因为

微型涡轮喷气发动机

产品名称: 微型涡轮喷气发动机 规格型号: 包装说明: 多种规格和型号的微型喷气发动机,推力60kg,40kg,12kg,6kg,能满足不同需要。 本实用新型涉及的一种微型涡轮喷气发动机,它包括有外壳、轴承、转轴、进气外定子、进气定子、轴套、尾排气定子、整流罩、尾轴螺母、排气定子、排气叶轮、控制装置,它还包括有前轴螺母、大轴套、燃烧室,所述转轴的前轴伸端和后轴伸端设有外螺纹,在转轴的前轴伸端的外螺纹上旋有前轴螺母,并且在转轴上向后依次设置有进气叶轮、轴套、一对支撑轴承、轴套、排气叶轮,在后轴伸端的外螺纹上旋有尾轴螺母,所述进气叶轮和排气叶轮与转轴相固定连接;由于采用了本设计方案,提高了航模发动机推动力,大大提高了航模飞行的性能,拓展了航模在现代战争、军事演习和提高军事演练技能上发挥其重要的作用 20CM的涡扇发动机存在使用型号,但全是军用型号,用于某些巡航导弹的。也正因为如此,具体的数值保密,无法知道。但两位工程师大概估算了一下,根据构型不同,最大推力应当在200磅(离心式压气机构型),至400磅(轴流式压气机构型)之间。 航模协会的人说,用于航模的涡喷发动机口径4-8厘米。最大推力20-40公斤,相当吓人。他有一架装备4.3厘米口径涡喷发动机的模型,自重1.6公斤,最大飞行速度可达350公里/小时。 30厘米直径,10000牛?差不多一吨的推力? 双路式涡轮喷气发动机 百科名片 涡轮发动机 涡轮发动机通过增加空气流过发动机的速度来产生推力。它包括进气道,压缩器,燃烧室,涡轮节,和排气节。

如图1 涡轮发动机相比往复式发动机有下列优点:振动少,增加飞机性能,可靠性高,和容易操作。

涡轮发动机类型

涡轮发动机是根据它们使用的压缩器类型来分类的。压缩器类型分为三类:离心流式,轴流式,和离心轴流式。离心流式发动机中进气道空气是通过加速空气以垂直于机器纵轴的方向排出而得到压 缩的。轴流式发动机通过一系列旋转和平行于纵轴移动空气的固定翼形而压缩空气。离心轴流式设计使用这两类压缩器来获得需要的压缩。 空气经过发动机的路径和如何产生功率确定了发动机的类型。有四种类型的飞机涡轮发动机-涡轮喷气发动机,涡轮螺旋桨发动机,涡轮风扇发动机和涡轮轴发动机。

涡轮喷气发动机

涡轮喷气发动机包含四节:压缩器,燃烧室,涡轮节,和排气节。压缩器部分空气以高速度通过进气道到达燃烧室。燃烧室包含燃油入口和用于燃烧的点火器。膨胀的空气驱动涡轮,涡轮通过轴连接到压缩器,支持发动机的运行。从发动机排出加速的排气提供推力。这是基本应用了压缩空气,点燃油气混合物,产生动力以自维持发动机运行,和用于推进的排气。 涡轮喷气发动机受限于航程和续航力。它们在低压缩器速度时对油门的反应也慢。

涡轮螺旋桨发动机

涡轮螺旋桨发动机是一个通过减速齿轮驱动螺旋桨的涡轮发动机。排出气体驱动一个动力涡轮机,它通过一个轴和减速齿轮组件连接。减速齿轮在涡轮螺旋桨发动机上是必须的,因为螺旋桨转速比发动机运行转速低得多的时候才能得到最佳螺旋桨性能。涡轮螺旋桨发动机是涡轮喷气发动机和往复式发动机的一个折衷产物。涡轮螺旋桨发动机最有效率的速度范围是250mph到400mph(英里每小时),高度位于18000英尺到30000英尺。它们在起飞和着陆时低空速状态也能很好的运行,燃油效率也好。涡轮螺旋桨发动机的最小单位燃油消耗通常位于高度范围25000英尺到对流层顶。

涡轮风扇发动机

涡轮风扇发动机的发展结合了涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机的一些最好特征。涡轮风扇发动机的设计是通过转移燃烧室周围的次级气流来产生额外的推力。涡轮风扇发动机旁路空气产生了增强的推力,冷却了发动机,有助于抑制排气噪音。这能够获得涡轮喷气型发动机的巡航速度和更低的燃油消耗。 通过涡轮风扇发动机的进气道空气通常被分成两个分离的气流。一个气流通过发动机的中心部分,而另一股气流从发动机中心旁路通过。正是这个旁路的气流才有术

涡喷发动机的工作原理

1.涡喷发动机的工作原理? 涡喷发动机以空气为介质,进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机;压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功,提高空气的压力;空气在燃烧室内和燃油混合燃烧,将燃料化学能转变成热能,生成高温高压燃气;燃气在涡轮内膨胀,将热能转为机械能,驱动涡轮旋转,带动压气机;燃气在喷管内继续膨胀,加速燃气,燃气以较高速度排出,产生推力。 2.涡轮发动机的特征,什么是燃气涡轮发动机的特性?发动机特性分哪几种? 特征:发动机作为一个热机,它将燃料的热能转变为机械能,同时作为一个推进器,它利用所产生的机械能使发动机获得推力。 发动机的特性:燃气涡轮发动机的推力和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叫发动机特性。发动机特性分为:保持飞机高度和飞机速度不变的情况下,发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。在给定的调节规律下,保持发动机的转速和飞机速度不变时,发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。在给定的调节规律下,保持发动机的转速和飞行高度不变时,发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度(或马赫数)的变化规律叫速度特性。 3.净推力和总推力 根据牛顿第2,第3定律,气流进入发动机和离开发动机的动量发生变化,产生推力。 净推力:取决于离开发动机的燃气动量与进来的空气动量加进来的燃油动量。净推力还包括喷管出口的静压超过周围空气的静压产生的推力。Fn=Qma(Vj-Va)+Aj(Pj-Pam) 总推力:是指当飞机静止时发动机排气产生的推力,包括排气动量产生的推力和喷口静压和环境空气静压之差产生的附加推力。Fg=Qma(Vj)+Aj(Pj-Pam)。 正常飞行时,压气机、扩压器、燃烧室、排气锥产生向前推力,涡轮、尾喷口产生向后的推力。 4.影响热效率的因素? 热效率表明,在循环中加入的热量有多少变为机械功。影响因素有:加热比(涡轮前燃气总温),压气机增压比,压气机效率和涡轮效率。加热比、压气机效率和涡轮效率增大,热效率也增大。压气机增压比提高,热效率增大,当增压比等于最经济增压比时,热效率最大,继续提高增压比,热效率反而下降。热效率也称做内效率。 5.进气道的作用?什么是进气道总压恢复系数? 一是尽可能多的恢复自由气流的总压并输送该压力到压气机,这就是冲压恢复或压力恢复;二是提供均匀的气流到压气机使压气机有效地工作。进气道出口截面的总压与进气道前方来流的总压比值,叫做进气道总压恢复系数,该系数是小于1的数值,表示进气道的流动损失。 6.进气道冲压比的定义,影响冲压比的因素? 进气道的冲压比是:进气道出口处的总压与远方气流静压的比值。冲压比越大,说明空气在压气机前的冲压压缩程度越大,影响冲压比因素:流动损失,飞行速度和大气温度。(大气密度、高度、发动机转速):当大气温度和飞行速度一定时,流动损失大,则冲压比下降;当大气温度和流动损失一定时,飞行速度越大,则冲压比增加;当飞行速度和流动损失一定时,大气温度上升,则冲压比下降。 7.压气机分哪两种?目前燃气涡轮发动机中常采用哪一种,为什么? 离心式和轴流式。目前燃气涡轮发动机中常采用轴流式压气机。这是因为轴流式压气机具有下述优点:总的增压比高,压气机效率高,单位面积的流通能力高,迎风面积小,阻力小。缺点:单级增压比低,结构复杂 离心式优点:单级增压比高,压气机稳定工作范围宽,结构简单可靠,重量轻,长度短,起动功率小,缺点:流动损失大,效率低,单位面积的流通能力低,迎风面积大,阻力大 8.进口导向叶片的功能是什么?决定进入压气机叶片气流攻角的因素是什么? 为了保证压气机工作稳定,有的在第1级工作叶轮前还有一排不动的叶片称为进口导向叶片。其功能是引导气流的流动方向产生预旋,使气流以合适的方向流入第1级工作叶轮。决定因素是:工作叶轮进口处的绝对速度(包括大小和方向),压气机的转速。 9.简要说明空气在多级压气机中的流动。 基元级的叶栅通道均是扩张形的。在叶轮内,绝对速度增大,相对速度减小。同时,总压、静压和总温、静温都升高;在整流器内,绝对速度减小;静压和静温升高,总压略有下降,总温保持不变。由此可见,空气流过基元级时,不仅在叶轮内受到压缩,而且在整流器内也受到压缩。

“超影”微型涡轮喷气发动机

项目名称: “超影”微型涡轮喷气发动机 来源: 第十一届“挑战杯”国赛作品 小类: 机械与控制 大类: 科技发明制作A类 简介: “超影”微型涡轮喷气发动机结合机械、材料科学、运动控制、流体力学等多学科理论, 进行技术创新与综合设计,完成了微型离心压气机,微型蒸发管式环形燃烧室,微型轴流涡轮,保形通道式扩压器以及微型控制器等的设计,用仅仅20个零部件就实现了发 动机8一级的推重比。“超影”可以直接装备到高级喷气航模、应急和科学实验平台以及高速靶机、微小型导弹等微小型无人武器系统,同时,以本作品为基础可以发展出用于分布式能源的发电装置和大飞机必备的APU核心组件。随着本作品工程化、产业化的推进必将产生良好的经济和社会效益。(收起) 详细介绍: 本作品旨在通过设计一台微型涡轮喷气发动机——“超影”,并将其改进发展成为飞行验 证机型,促进该微型发动机在微小型无人机方面的应用,推进产业化。“超影”可以直接 装备到高级喷气航模、应急和科学实验平台以及高速靶机等微小型无人武器系统,同时,以本作品为基础可以发展出用于分布式能源的发电装置和大飞机必备的APU核心组件。 随着本作品工程化、产业化的推进必将产生良好的经济和社会效益。微型涡轮喷气发动机涉及了微型涡轮发动机总体设计、机械、材料科学、运动控制、流体力学等多学科理论,“超影”的研制中通过技术创新,解决了微型化所带来的零部件气动、结构以及控制 系统设计等方面的部分技术难题,形成了多项专利技术。“超影”微型涡轮发动机采用了先进的保形通道式扩压器、微型发动机热管理与微型控制器等技术,并采用创新技术对发动机匹配进行工作调试。对压气机、燃烧室、涡轮等主要部件及总体设计的多次改进,使“超影”达到了85N的推力,实现了8一级的推重比。“超影”微型涡轮发动机已经替换某模型飞机的活塞发动机,进行了飞行验证,积累了对现有无人机进行发动机直接换装的经验,可以大大加速我国无人机性能提升。通过上述内容的研究获得了动力强劲的微型涡轮喷气发动机,它能够给微型飞行器带来真正日行万里的速度。(收起) 作品专业信息 设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标 为了突破微型涡轮发动机在部件气动设计、发动机控制、结构设计和加工制造工艺等方面存在的技术难题,促进微型涡轮发动机在微小型飞行器、分布式发电系统、辅助动力装置等方面的应用,推进微型涡轮发动机的产业化进程,我们设计制作了“超影”微型涡 轮发动机,并将其发展成为飞行验证机型。本作品主要工作内容包括:微型涡轮发动

涡轮喷气发动机制作图结构设计

涡轮喷气发动机制作图结构设计 注意事项:个人自制涡喷是一项能力挑战,不建议无机械基础及未成年人尝试!!另外在此申明:本资料如用于商业产品开发,请自行解决相关版权。谢谢合作!!!另外,制作中一定要有安全意识,!!!切记与高速运转物体,与火打交道,安全第一! 安全守则: 涡喷的制作不同于其他模型,由于涡喷在高温与高速条件下工作 如果你不想被当成烤鸭请注意下面的事项!! 1.别被火喷成烤鸭,玩火要有科学知识指导。 2.涡轮一定要作动平衡才能用。

3.无论如何不要在共公场合试发动机,很多人围观不是好事。 4.涡轮转速高达70000转每分以上,没机械基础不要去试!! 5.发动机试运与工作中,永远不要站在涡轮的两侧正对位,以免涡轮发生事故时,钢片高速飞出,象子弹一样,危及生命!! 特别提醒!做涡喷一定要有机加工与材料常识,了解金属,火灾,爆炸原理,等安全知识,安全第一。 涡喷自制问题解答: 1:.发动机如何自己设计?到哪里找材料,价钱如何? 模型用的发动机不是大的发动机的按比列缩小,任何试图这样做都很可能是失败。值得推荐的是英国人-Kurt Schreckling设计的FD3-64航模涡喷发动机的设计,开创了小型发动机设计先河,用一个简单方法制作的放射式压气机,环型燃烧室,一个用简单方法制做出来的涡轮,达到了良好的效果。他的理念已被最新改进的各种新的设计所证实,并且都是以他的设计为基础进行的提炼。数字显示,许多爱好者根据他的著作理论,成功地将发动机用在了航模上。

涡轮喷气发动机材料为不锈钢为主,材料成本很低,如果从材料本身的价值来说,以广州为例,也就100元上下,但由于个人爱好者,有些可能无机床,氩弧焊的话,到外面加工的人力成本会贵过材料费。但也无妨。再就是如果有认识不锈钢加工厂的话,找到边角料足矣做一台涡轮,如果你想省事些,可以用涡轮增压器上的压气轮来代替木头的压气轮。。 2.涡轮容易加工吗,没专业设备如何做动平衡? 涡轮是由型号为301,2.5mm不锈板剪口弯成,用一个小电钻配小砂轮可以打磨出翼型即可,关键的动平衡测试,记住这一点很重要!!否则会导致发动机解体!!是用我们的大拇指与食指来感觉振动。灵敏度相当高。足以完成涡轮的动平衡调试。 3.散热与轴承问题 压缩空气将穿过轴套为轴承提供冷却,轴承为简单的滚珠轴承,用自身的压缩空气压油提供油雾润滑。可以用透平油,或低粘度的机械润滑油。 FD3-64的设计合理的利用压气机的空气,将温度控制在600度以下,从而保证各部件的强度。 在运行中我们要注意发动机的温度不能超高。

小型涡喷发动机制造材料总结复习过程

小型涡喷发动机制造 材料总结

小型涡喷发动机制造材料总结 我是王开心,欢迎大家加入CHNJET中国喷气爱好者原地!介于大家对小型涡喷发动机的热爱以及对制造一个属于自己小型涡喷发动机的追求,在此我写下这点总结以备大家在制造和生产小型涡喷发动机的过程中对于制造材料产生疑惑时做以参考,同时在这里也纠正一些刚刚了解到涡喷发动机和金属材料的朋友们的一个直观错误:选择耐高温材料并不单单只看这个金属材料的熔点,而是应多方面考虑到这个金属材料的蠕变强度,热疲劳性,高温抗氧化性以及高温下金属会产生晶粒长大效应等等因素。 相关名词的解释说明——晶粒长大效应:晶粒长大是金属的一种缺陷,晶粒越大,晶界越少,晶界少了金属各部分抵御外界的能力就变小了,因此晶粒长大效应是判断金属在高温下性能好坏的重要指标。 大家在制造小型涡喷发动机的过程中最能接触到的金属材料我总结为以下几种:304不锈钢,316L不锈钢,310S不锈钢,NAS800,NAS600和K418耐高温合金。下面对上述几种材料在加工和生产中容易遇到的问题和使用中容易遇到的问题做以介绍。 首先304不锈钢,316L不锈钢,310S不锈钢,NAS800,NAS600都属于“奥氏体不锈钢”奥氏体不锈钢具有很高的耐蚀性,良好的冷加工性和良好的韧性、塑

性、焊接性和无磁性,下面我们就来分析一下这几种金属在制造微型涡喷发动机时所要了解到的一些特性。 SUS304 304不锈钢介绍:304不锈钢由于含碳量较低,因而有良好的加工成型性和抗氧化性,同时该钢具有良好的焊接性能,适用于各种方法的焊接(备注:该钢焊接后不需进行热处理工艺)。 304不锈钢的抗氧化特性:1,该钢在700-800℃氧化时具有优异的抗氧化性能,属于完全抗氧化级。2,该钢在900℃时表面形成的氧化膜开始脱落,属于抗氧化级。3,该钢在1000℃时属于次抗氧化级。304不锈钢管最高使用温度在750度-860度但是,实际上达不到860度这么高。450度时有个临界点,情况如下:304不锈钢不易保持在450到860度,因为在450度以上的时候,会稀释碳周围的铬,形成碳化铭,造成贫铬区,从而改变不锈钢性能材质;而且,450的温度外加屈服力会使得奥氏体向马氏体转化。说简单通俗一点,经常在450度以上环境下使用,304不锈钢的性能和结构都发生变化。 总结得出:304不锈钢在900℃以下的热空气中具有稳定的抗氧化性,同时在900℃时304不锈钢具有较小的晶粒尺寸,在800-1000℃时产生了奥氏体晶粒长大效应,加温为1000℃时,晶粒的平均截距开始增大。所以在制造小型涡喷发动机时如果设计温度在600-900℃时不建议长期使用304不锈钢。但是,在模友制造过程中

自制涡喷引擎

涡轮发动机精品 如果你也渴望有这么一个自制的涡喷引擎的话,就往下看吧! 有关DIY航模脉冲式喷气发动机 脉冲式喷气发动机结构简单,加工方便,并比普通内燃机发动机高的燃烧效,因此适用于各种航空,海模,车辆模中。你也可以自己设计做成喷气助动车辆。本手册将从原理开始,教你如何打造出自己的喷气发动机。 原理结构介绍 脉动喷气发动机工作时,首先把压缩空气打入单向阀门,或使发动机在空中运动,这时便有气流进入燃烧室,然后油咀喷油,火花塞点火燃烧。这时长尾喷管在燃气喷出后,由于燃气流的惯性作用,虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等,仍会继续向外喷,

所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象,使压强显著降低到小于大气压,于是空气再次打开单向活门流入燃烧室,喷油点火燃烧,开始第二个循环。这样周而复始,发动机便可不断地工作了。这种发动机由进气到燃烧、排气的循环过程进行得很快,一秒钟大约可达40~50次。 脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。这些都是它的优点。但它只适于低速飞行(速度极限约为每小时640~800公里),飞行高度也有限,单向阀门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。 第一章如何设计自己的发动机 设计参数: 1. 油气比 喷气发动机依靠油气燃烧产生反作用力,根据油品的爆炸极限, 燃油与空气重量比,一般在15-20%。即一升空气约需一克的油。 2.喷气频率, 喷气发动机喷气频率与机身长度有关,同一直径下,机身越长频率越低。 2. 机身直径与长度比L/D 发动机长度与直径是发动机设计的重要步聚,长度与比直径一般在10-17。 再上原理图:

国产军用涡喷发动机发展揭秘(组图)

来源:现代兵器 已经交付巴基斯坦空军的JF-17枭龙战机 国产涡喷-7发动机与当时世界航空发动机的发展相比还是落后很多

国产飞豹战机已经装备了国产化涡扇9发动机 国产新型昆仑涡喷航空发动机 20世纪80年代的中华大地百废待兴,人民空军的装备技术水平已经远远落后于世界——歼6早已不能满足新一代主战装备的要求,而歼7也在缓慢改进之中,即使是当时国内引以自傲的歼8战斗机也远远不是F一16和F一15的对手。而就此时国内的军用航空动力装置来看,也是两手空空。面对巴基斯坦提出的歼7大改要求,中国有什么发动机可以满足需要呢? 当家花旦——涡喷7

该型发动机的仿制原型是前苏联的P—11F一300。P一11是前苏联图曼斯基设计局50年代前期研制的双转子加力涡喷发动机,也是前苏联第一种采用双转子结构的发动机。该型发动机从1953年开始研制,1956年投入生产,压气机平均级压比达1.438,是当时世界上最高的,也是目前同类发动机最高的。为满足前线超音速歼击机要求发动机推重比高的特点,设计时采用了中等流量、低总压比、高涡轮进口温度和加力温度。为减轻重量,所有机匣均为钢制薄壁构件,并大量采用了焊接工艺。 P一11主要型别有P一11-300、P一11F、P一11s。上世纪50年代末60年代初,中国开始引进米格一21,为其配套的P一11F一300发动机也一并引进,国内编号涡喷7。但由于材料原因,中国仿制的涡喷7一直无法达到前苏联原装P—11F一300的性能水平。60年代中后期,歼8计划已经启动,提高P一11F一300的推力以作为新机动力成为横亘在中国航空动力人面前的一道难关。当时北京航空材料研究院专家容科提出了一个大胆的想法:要增大发动机推力必须提高涡轮前温度,而提高涡轮前温度的关键在解决涡轮叶片的耐高温问题,其最佳途径就是将当时的涡轮实心叶片改为空心叶片,用强制冷却提高叶片耐高温性能。随后,容科会同沈阳发动机厂总工程华明、中国科学院沈阳金属所所长李熏和设计室主任师昌绪一起制定了设计方案,并在一年内研制成功9孔成型精确的高温铸造合金空心叶片。 当时能够研制空心铸造叶片的只有美国,中国是世界上第二个掌握这一技术的国家,后来英国用了8年的时间才研制成功。就当时中国的科研能力而言,这的确是了不起的壮举,以至若干年后英国罗·罗公司的总师胡克看到我国自行研制的空心叶片时,不无感慨地说:“单凭看到这一成就,我就没白来中国一趟。”1966年9月,第一台份铸造空心叶片研制成功,随后用此叶片装配出第一台涡喷7甲发动机并试车成功。该发动机加力推力相比原有型号提高11%,耗油率降低14%。1968年6月,涡喷7甲通过50d,时长期试车,获准飞行。1969年7月,涡喷7甲配装歼8通过首飞考核。1970年,涡喷7甲转至黎明发动机制造公司继续研制。从1969年至1979年,总计完成零部件试验12000小时,地面和高空占整机试验2500d~时,飞行试验1000多架次,发动机累计运转2200小时。涡喷7甲的01批由沈阳航空发动机研究所于1979年设计定型后投入小批生产,首翻期为50d,时;03批由黎明发动机制造公司于1981年12月设计定型,首翻期100小时;05批在03批基础上继续延寿改进,1989年设计定型,首翻期200小时。 为满足歼7改型的需要,1965年沈阳航空发动机研究所和黎明机械公司联合在涡喷7甲的基础上改型发展涡喷7乙,该型号01批的性能与涡喷7甲相同。1969年,涡喷7乙转至黎阳公司和贵州航空工业集团第二设计所继续研制,并加以改进。涡喷7乙于1979年8月正式定型,首翻期100小时,总寿命300小时。此后,又陆续研制出延寿改型涡喷7乙B和涡喷7乙Ⅲ,分别于1981年和1992年通过技术鉴定,首翻期为200小时和300小时,总寿命为600小时和900小时。 与仿制原型相比,涡喷7系列发动机的不加力推力增加十分明显,这对提高巡航速度起到了显著效果,推比也有一定增加,涡前温度大幅提高,重量则并没有发生明显变化,但就增压比而言还是过低。这也和涡喷7系列发动机的压气机级数少有关,其压气机总级数为6级:3级低压、3级高压。涡喷7系列虽然取得了巨大的进步,但与世界航空发动机的发展相比还是落后很多。

2.5公斤微型涡喷发动机图纸

2.5公斤微型涡喷发动机图纸 为满足广大涡喷爱好者的要求,继出版微型涡发动机结构与设计一书后,将微型涡喷发动机的设计结果公布出来,以图纸的形式公布,先将公布2.5公斤级微型涡喷发动机的图纸,并力争将涡喷发动机系列的图纸出版,该系列包括从2.5公斤到100公斤的宽广范围,具体含盖2.5公斤、4.5公斤、6公斤、10公斤、20公斤、30公斤、50公斤、80公斤和100公斤级的发动机。如有问题可与本人(wangqingwu2004@https://www.wendangku.net/doc/2a6814891.html,)探讨。 2.5公斤级微型涡喷发动机压比2.2,转速19.9X104rpm,进气量0.0778kg/s,排气速度520m/s。 微型涡喷发动机的结构 1-启动电机2-离合器3-测速磁环4-进气道5-压气机叶轮6-压气机扩压器壳7-密封圈8-压气机扩压器9-燃油分管10-点火头11-蒸发管12-燃烧室13-轴套14-轴 15-涡轮导向器16-涡轮 一、压气机叶轮: 叶片后弯,出口叶片角30°,β角随叶片长度的变化。叶根:35 20 18 30°,叶顶:67 56 30 30°。

压气机叶轮β角示意图 压气机叶轮β角取值 12片含分流叶片的压气机叶轮 压气机叶轮结构尺寸 叶片的厚度,叶根取0.8mm ,顶取0.6 mm ,分流叶片的厚度与主叶片相同。叶片入口处圆弧半径取0.1mm 。

叶片厚度与叶片长度的关系 二、涡轮导向器: 采用中弧线+叶片厚度的方法建立叶片型线,厚度在中弧线两侧对称分布。导向器叶片出口角取65°。 β 50 o 65 o M 导向器的叶片角 导向器叶片的厚度 导向器9叶片结构

自制涡喷引擎详解(不可多得)

原理介绍 脉冲式喷气发动机结构简单,加工方便,并比普通内燃机发动机有高的燃烧效,因此适用于各种航空,海模,车辆模中。你也可以自己设计做成喷气助动车辆。 脉动喷气发动机工作时,首先把压缩空气打入单向阀门,或使发动机在空中运动,这时便有气流进入燃烧室,然后油咀喷油,火花塞点火燃烧。 这时长尾喷管在燃气喷出后,由于燃气流的惯性作用,虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等,仍会继续向外喷,所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象,使压强显著降低到小于大气压,于是空气再次打开单向阀门流入燃烧室,喷油点火燃烧,开始第二个循环。这样周而复始,发动机便可不断地工作了。 这种发动机由进气到燃烧、排气的循环过程进行得很快,一秒钟大约可达40~50次。 编辑本段发动机特点 脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。这些都是它的优点。但它只适于低速飞行(速度极限约为每小时640~800公里),飞行高度也有限,单向阀门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。 编辑本段设计参数 1. 油气比 喷气发动机依靠油气燃烧产生反作用力,根据油品的爆炸极限, 燃油与空气重量比,一般在15-20%。即一升空气约需一克的油。 2.喷气频率, 喷气发动机喷气频率与机身长度有关,同一直径下,机身越长频率越低。 3.

为了雾化燃料,空气在缩小部速度加大,因此进气通道被设计为喇叭状,也称为空气节流阀。 9.如何设计自己的发动机 一、首先确定发动机的推力, 根据上述公式,以实际油气进入系数X=0.75计算简化得到 发动机推力与尾喷截面积的关系,设计公式为 F(磅)=4.2磅*平方英寸(喷管面积) 或者是: F(牛顿)=2.65牛*平方厘米 (一千克力=9.8牛顿) 根据外国的设计为列: 如果要制作产生25磅推力的发动机,25/4.2 = 5.95 s平方英寸得到尾喷管直径约2.75英寸。 阀孔的面积为5.95*0.6552=3.9平方英寸。(这里系数0.6552设计者计算是取经验值) 由于阀加工形状的限制,那么单向阀的截面积可用3.9/0.55 = 7.1 sqr inc,,以阀上开十个孔计算每个孔的面积为0.39 sqr inc,燃烧室截面积与单向阀的面积大致相同,能装进单向阀。 喷管长度可简化计算 L=5.95*3.88+18.66 = 41.8,留余量,可取50 英寸,如果喷管尾部采用扩张部分,长度为0.2*41=8,总长50的情况下,那么实际尾喷管长为50-8=42英寸. 最小空气入口面积为阀孔面积,即3.9平方英寸 国外P-90发动机实验数据(供参考) 各参数如下 V = 2.9 litre fc = 6.7 gram/sec f = 150 Hz va = 258 m/s F = 85 Newton 编辑本段安全守则 涡喷的制作不同于其他模型,由于涡喷在高温与高速条件下工作 如果你不想被当成烤鸭请注意下面的事项!! 1.别被火喷成烤鸭,玩火要有科学知识指导。 2.,涡轮一定要作动平衡才能用。 3.无论如何不要在共公场合试发动机,很多人围观不是好事。 4.涡轮转速高达70000转每分以上,没机械基础不要去试!!

相关文档
相关文档 最新文档