民航概论课件：动力装置

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,民用航空器,动力装置,动力装置是指为飞机提供动力的整个系统，包括发动机、螺旋桨、辅助动力装置及其他附件。,发动机制造厂商：普惠、罗罗和通用等,动力装置,发动机的分类,动力装置,基本构件：气缸、活塞、连杆和曲轴,工作原理：气缸中的混合,气体膨胀,做功,推动活塞运动,，通过连杆与曲轴相连，将,活塞的直线运动转化为曲轴的转动,，将热能转化为机械能,动力装置,一、活塞式发动机,工作原理,进气冲程,压缩冲程,工作冲程,排气冲程,动力装置,活塞式发动机特点,随着飞行高度提高，大气稀薄，活塞式发动机的功率减小。,在,低速飞行,时，,活塞发动机的经济性能很好,动力装置,二、螺旋桨,活塞式发动机不能单独驱动飞机,，它必须通过曲轴驱动螺旋桨才能使飞机运动，因此活塞式发动机,需要与螺旋桨一起才能构成飞机的推进系统,。,动力装置,螺旋桨拉力的产生,动力装置,螺旋桨由叶片组成。,叶片的横断面相当于机翼的翼型，它相对于空气运动时，把空气向后排开，空气的反作用力给它一个向前的拉力，从而推动飞机运动。,动力装置,螺旋桨的顺桨、回桨和反桨（逆桨）,顺桨

2、,:,当双发（或多发）飞机一发失效后，为减小螺旋桨的飞行阻力，,使桨叶角增加到,90,度左右,。,回桨,：顺桨反过程，一般在发动机重新启动时用。,反桨,：,使桨叶角减小到出现负桨叶迎角,，产生负拉力，缩短着陆滑跑距离。,叶尖线速度最大,动力装置,螺旋桨飞机的特点,动力装置,耗油低，经济性好,结构简单，维护简单，可靠性好,适于低速小型飞机（,800,公里,/,小时以下,）,用途：,小型飞机和轻型直升机,根据牛顿第三定律：作用力等于反作用力，作用在飞机上的推力等于气体排出时所用的力。,由牛顿第二定律：,三、燃气涡轮发动机,动力装置,1.,喷气发动机的原理,式中：,m,是喷出的燃气的质量；,v2,是燃气喷出时的速度；,v1,是飞机的速度。,动力装置,（,1,）涡轮喷气发动机,进气道,飞行方向,压气机,燃烧室,涡轮,尾喷管,驱动轴,与活塞发动机相比结构简单，重量轻，推力大，,推进效率高，主要适用于,超音速飞行,耗油率大，噪声大,（,1,）进气道,功能：在各种状态下,将足够量的空气,以最小的流动损失,顺利地引入压气机,并在压气机进口形成均匀的流场以避免压气机叶片的振动和压气机失速,.,动力装置,

3、（,2,）压气机,功能：通过旋转的叶片,对,气体,进行压缩,提高空气的压力,为燃气膨胀作功创造条件。,次要功能：供应高压引气，冷却热部件；热空气用于防冰；引气用于机舱增压、空调、燃油系统。,轴流式压气机,动力装置,（,3,）燃烧室,功能：将喷嘴供应的燃油和压气机供应的空气混合燃烧释放热量，供给涡轮所需的均匀加热的平稳高温高压燃气流。,动力装置,燃烧室的类型：,单管燃烧室,环管形燃烧室,环形燃烧室,动力装置,（,4,）涡轮,功能：高温高压燃气膨胀，将热能,转换成,涡轮的,机械能,，同时,驱动压气机和附件提供功率。,在涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机它还为螺旋桨和旋翼提供轴功率。,动力装置,（,5,）尾喷管,功用：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，得到需要的推力。,也可通过反推力装置改变喷气方向，产生反推力，缩短飞机的滑跑距离。,动力装置,反推,反推,动力装置,（,2,）涡轮螺旋桨发动机,螺旋桨,减速器,由发动机和螺旋桨组成，在它们之间还安排了一个,减速器,。,涡桨发动机产生的全部动力：,螺旋桨拉力为主，,90%,喷气产生推力只占,10%,螺旋桨飞机的特点,在较低的飞

4、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。,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；,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。,动力装置,目前民航,支线飞机,常装配涡桨发动机。,动力装置,（,3,）涡轮风扇发动机,主要机件,CFM56-7,发动机,涡扇发动机的涵道比,动力装置,当空气流经涡扇发动机的前端风扇后，分为两路：,一路是内涵气流,，空气继续经压气机压缩，在燃烧室和燃油混合燃烧，燃气经涡轮和喷管膨胀，燃气以高速从尾喷口排出，产生推力；,另一路是外涵气流,，流经风扇后的空气直接通过管道排到机外（短外涵）或者一直流到尾喷口同内涵气流混合或分别排出（长外涵）,涵道比：,外涵道与内涵道的流量之比,涡扇发动机的特点,动力装置,涡扇发动机组合了涡喷和涡桨发动机的优点。,效率高，适合高亚音速（,M=0.8-0.9,）飞行,喷气噪音低，风扇噪音大,推力由内涵和外涵共同产生，风扇是产生正推力的主要部件。,目前，,民航运输机,广泛采用高涵道比的涡扇发动机，保证足够的推力和良好的经济性。

5、,（,4,）涡轮轴发动机,动力装置,包括：燃气发生器和自由涡轮。,自由涡轮和燃气发生器涡轮只有气动联系，即流过燃气发生器涡轮的燃气再驱动自由涡轮，自由涡轮输出轴功率。,（,4,）涡轮轴发动机,动力装置,发动机性能,四、发动机性能参数,（,1,）发动机压力比,发动机压力比指,低压涡轮的出口总压,与,低压压气机进口总压,之比。,同气流通过发动机的加速成比例，对于轴流式压气机的涡扇发动机它表征推力，,用,EPR,表示,发动机性能主要由推力特性和燃油消耗特性来表征。,1.,推力特性,（,3,）排气温度,排气温度：,涡轮进口总温,是发动机最重要、最关键的一个参数，也是涡轮发动机的重要限制参数，,用,EGT,表示,。,（,4,）扇转速,高涵道比涡扇发动机，常用,风扇转速,n1,表征推力,。,（,2,）发动机涵道比,发动机涵道比：涡扇发动机通过外涵的空气,质量流量,与通过内涵的空气,质量流量,之比。,涵道比为：,1,左右是低涵道比；,2-3,左右是中涵道比；,4,以上是高涵道比。,动力装置,（,5,）单位推力,发动机的推力与每秒钟流过发动机的空气质量流量之比，称作发动机的单位推力。,（,6,）推重比

6、,发动机的推力与发动机的净重之比。,消耗单位燃油量，飞机可飞的距离。,动力装置,2.,燃油消耗性能,（,1,）燃油消耗率,（,2,）燃油流量,（,3,）燃油里程,单,位时间产生单位推力所消耗的燃油量。,每台发动机单位时间消耗的燃油量。,五、发动机的安装位置,安装在机身尾部（尾吊布局）,安装在机翼上,吊装在机翼下（翼吊布局）,六、辅助动力装置,机载辅助动力装置（,APU,）用于各类运输机上，是建立在一台小型涡轮发动机上的，装在飞机机身尾部。,在地面工作时,，可以提供电源和气源，用于启动主发动机及飞机空调用气，以使飞机减少对地面设备的依赖。,在空中,，可以提供电源、气源。,七、附件系统,燃油系统,作用：给发动机提供适量的清洁燃油，并雾化燃油，便于与空气混合。,滑油系统,作用：润滑机件，减小摩擦，降低磨损；散热和冷却；防止机件腐蚀等。,散热系统,作用：使发动机工作的温度保持在一个适当的范围。,点火系统,功用：在发动机起动和正常工作时，使电嘴适时地产生电火花，可靠地点燃混合气。,起动系统,功用：利用外部动力，使发动机由静止状态进入慢车工作状态。,本节重点内容,一、发动机的分类,二、活塞发动机的基本原理（顺桨、逆桨）,三、涡喷发动机的组成及各个部分的功用,四、四种燃气涡轮发动机的适用范围,五、发动机推力性能的参数,六、辅助动力装置的作用,动力装置,

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