航發(fā)原理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)概述航空發(fā)動(dòng)機(jī)是為航空器提供飛行所需動(dòng)力的裝置，是航空產(chǎn)業(yè)的核心。按工作原理，主要分為活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。活塞發(fā)動(dòng)機(jī)靠活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，曾廣泛用于早期飛機(jī)；噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)則利用燃?xì)饬鞲咚賴姵霎a(chǎn)生反作用力，推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)，是現(xiàn)代高速飛機(jī)的主要?jiǎng)恿υ?。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理基礎(chǔ)1.進(jìn)氣：發(fā)動(dòng)機(jī)前端的進(jìn)氣口將空氣引入。在亞音速飛行時(shí)，空氣相對(duì)平緩地進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)；超音速飛行時(shí)，進(jìn)氣道需對(duì)高速氣流進(jìn)行減速增壓，通過一系列激波調(diào)整氣流參數(shù)，為后續(xù)壓縮過程做好準(zhǔn)備。2.壓縮：由壓氣機(jī)完成。壓氣機(jī)有軸流式和離心式等類型。軸流式壓氣機(jī)由多級(jí)葉片組成，空氣在葉片的作用下，壓力和溫度逐步升高；離心式壓氣機(jī)則利用離心力增加空氣壓力，空氣從中心進(jìn)入，沿徑向甩出，壓力得以提升。壓縮空氣是為了在燃燒室內(nèi)更好地與燃料混合燃燒，提高燃燒效率。3.燃燒：壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室，與燃料噴嘴噴出的燃油混合，被點(diǎn)火器點(diǎn)燃。燃料在高溫高壓的空氣中劇烈燃燒，釋放出大量的熱能，使燃?xì)鉁囟燃眲∩摺Ｈ紵乙ＷC穩(wěn)定的燃燒，適應(yīng)不同的飛行工況，如高空、高速等條件下的可靠燃燒。4.膨脹做功：高溫高壓燃?xì)膺M(jìn)入渦輪，推動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)。渦輪與壓氣機(jī)相連，為壓氣機(jī)提供動(dòng)力，維持發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)。燃?xì)庠跍u輪中膨脹做功，壓力和溫度降低，剩余的能量以高速氣流的形式從尾噴管噴出。5.排氣：經(jīng)過渦輪做功后的燃?xì)鈴奈矅姽芨咚倥懦?，產(chǎn)生反作用力，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)向前飛行。尾噴管的設(shè)計(jì)會(huì)影響排氣的速度和方向，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)1.推力：發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)的力，是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。推力大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、尺寸、進(jìn)氣量、燃燒效率等因素有關(guān)。在海平面靜止條件下測(cè)得的推力為海平面靜推力；飛行中的推力會(huì)受飛行高度、速度等因素影響。2.推重比：發(fā)動(dòng)機(jī)推力與自身重量之比。推重比越高，說明發(fā)動(dòng)機(jī)在產(chǎn)生相同推力時(shí)重量更輕，有利于提高飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性和燃油經(jīng)濟(jì)性。現(xiàn)代先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比可達(dá)10以上。3.燃油消耗率：發(fā)動(dòng)機(jī)每產(chǎn)生單位推力在單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃油量。燃油消耗率越低，發(fā)動(dòng)機(jī)越省油，飛機(jī)的航程就可以更遠(yuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)類型特點(diǎn)1.渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和尾噴管組成。其特點(diǎn)是噴氣速度高，在超音速飛行時(shí)效率較高，但在低速飛行時(shí)燃油消耗率較大。早期的超音速戰(zhàn)斗機(jī)多采用渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。2.渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)：在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上增加了風(fēng)扇。風(fēng)扇由渦輪帶動(dòng)，一部分空氣通過內(nèi)涵道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)，另一部分空氣通過外涵道直接向后排出。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有較高的推進(jìn)效率和較低的燃油消耗率，適用于各種民航客機(jī)和部分戰(zhàn)斗機(jī)。根據(jù)涵道比（外涵道與內(nèi)涵道空氣質(zhì)量流量之比）的不同，可分為高涵道比和低涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。高涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于民航機(jī)，低涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)常用于戰(zhàn)斗機(jī)。3.渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)：由螺旋槳和燃?xì)獍l(fā)生器組成。燃?xì)獍l(fā)生器產(chǎn)生的燃?xì)怛?qū)動(dòng)渦輪，渦輪帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，螺旋槳產(chǎn)生拉力推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)在低速飛行和短距起降方面有優(yōu)勢(shì)，常用于支線客機(jī)和輕型運(yùn)輸機(jī)。4.渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)：主要用于直升機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率通過傳動(dòng)軸傳遞給直升機(jī)的旋翼，驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)要求結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高。發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件與挑戰(zhàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作在極端條件下。高空環(huán)境中，空氣稀薄、溫度低，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量減少，燃燒條件變差；高速飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)面臨高溫、高壓和高負(fù)荷的考驗(yàn)。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)還需適應(yīng)不同的氣候條件，如沙塵、潮濕、結(jié)冰等環(huán)境。為應(yīng)對(duì)這些