发动机思考题DOC

燃气涡轮发动机相关概念

1. 为什么说航空燃气轮机既是热机又是推进器？

答:燃气涡轮发动机是将燃油燃烧释放出的热能转变为机械能的装置。它既是热机又是推进器，因为它是由高速流过发动机的燃气对发动机的反作用力来推动飞机运动的一种热机.

2. 简单叙述燃气涡轮喷气发动机的组成以及工作原理

答：燃气涡轮发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管组成。

工作原理：燃气涡轮喷气发动机以空气作为工质。进气道将所需的外界空气以最小的流动损失顺利地引入发动机，压气机通过高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气的压力，高压空气在燃烧室内和燃油混合，燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压的燃气，高温高压的燃气首先在涡轮内膨胀，将燃气的部分焓转变为机械能，推动涡轮旋转，去带动压气机然后燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，提高燃气速度，使燃气以较高的速度喷出，产生推力。

3. 燃气涡轮发动机分为哪几种？它们在结构以及工作原理上有什么明显区别

燃气涡轮发动机分为涡喷、涡扇、涡桨、涡轴四种。

涡轮螺旋桨发动机由燃气轮机和螺旋桨组成，在他们之间还安排 了一个减速器。工作原理：空气通过排气管进入压气机；压气机以高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气的压力；高压空气在燃烧室内和燃油混合，燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压的燃气；高温高压的燃气在涡轮内膨胀，推动涡轮旋转输出功去带动压气机和螺旋桨，大量的空气流过旋转地螺旋桨，其速度有一定的增加，使螺旋桨产生相当大的拉力；气体流过发动机，产生反作用力。

如果燃气发生器后的燃气可用能全部用于驱动动力涡轮而不产生推力，则燃气涡轮发动机成为涡轮轴发动机，动力涡轮轴上的功率可以用来带动直升机的旋翼。

涡轮风扇发动机是由进气道、风扇、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和喷管组成。

4. 什么是EGT ，为什么它是一个非常重要的监控参数？

答:EGT 是发动机排气温度。

原因：1、EGT 的高低反映了发动机中最重要、最关键的参数涡轮前总温的高低 2、EGT 的变化反映了发动机性能的变化；3、EGT 的变化反应发动机的故障。

5. 什么是涡喷发动机理想循环最佳增压比？

答：当加热比一定的时候，使理想循环功达到最大值的增压比是涡喷发动机的理想循环最佳增压比。

6. 发动机热效率、推进效率、总效率三者定义以及其关系

发动机的热效率：在循环中加入的热能有多少转变为机械能，

发动机的推进效率：发动机的推进功率与单位时间流过发动机气体动能增量的比值，

总效率:推进功率与单位时间进入燃烧室的燃油完全燃烧所释放出的热量的比值称为总效率

7. 燃油消耗率sfc 定义及表达式 答：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。F q sfc f

m ,3600

发动机的五大部件一一说明

一· 进气道

8. 进气道的功用以及分类

答：进气道功用：（1）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;

（2）当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时, 通过冲压压缩空气, 提高空气的压力。简称：进气、减速

进气道分类：（1）亚音速进气道：主要用于民用航空发动机，而且为单状态飞机，大多采用扩张形、几何不可调的亚音速进气道 。（2）超音速进气道：可分为内压式、外压式和混合式三种 。

9. 什么是进气道的总压恢复系数，写出其表达式 答：定义：进气道出口处气流的总压与来流的总压之比。表达式：*0*1p p i =σ

10. 什么是进气道的冲压比？

答：进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值。

压气机

11.离心式压气机由哪些部件组成，各部件是如何工作的？

答：导风轮, 工作叶轮, 扩压器, 集气管等部分组成

导风轮：安装在叶轮的进口处，其通道是收敛形的使气流拐弯并以一定方向均匀进入工作叶轮, 以减小流动损失，此过程中气流加速，防止出现拐弯分离流。其中气流参数变化为：空气在流过它时速度增大,而压力和温度下降。

工作叶轮：是高速旋转的部件，工作叶轮上叶片间的通道是扩张形的，空气在流过它时, 对空气作功, 加速空气的流速, 同时提高空气的压力。从结构上叶轮分单面叶轮和双面叶轮两种，两面进气,这样可以增大进气量；对于平衡作用在轴承上的轴向力也有好处。扩压器：位于叶轮的出口处，其通道是扩张形的，空气在流过它时, 速度下降, 压力和温度都上升。

集气管：使气流变为轴向, 将空气引入燃烧室。

12.离心式压气机是如何实现增压的？

答：离心式压气机静压增加主要在工作叶轮中实现，气体增压主要靠离心增压实现：气体流过叶轮时，由于气体随叶轮一起作圆周运动，气体微团受惯性离心力的作用，气体微团所在位置的半径越大，圆周速度越大，气体微团所受的离心力也越大，因此，叶轮外径处地压力远比内径处的压力高。

13.离心式压气机的优缺点

答：离心式压气机的主要优点：单级增压比高；同时离心式压气机稳定的工作范围宽；结构简单可靠；重量轻, 所需要的起动功率小。主要缺点：流动损失大；效率较低；故迎风面积大, 阻力大。

14.轴流式压气机由哪些部件组成的，压气机一级是如何定义的并简单叙述它的优缺点

答：轴流式压气机的组成：由静子和转子组成

a)由高速旋转的转子和与机匣固定在一起不动的静子组成

b)转子的功用是对空气作功, 压缩空气, 提高空气的压力

c)静子使空气扩压，继续提高空气的压力

一个工作叶轮加上一个位于其后的整流器就形成轴流式压气机的一级

轴流式压气机的优点：可以用增加级数的方法提高压气机的总增压比, 以提高压气机的效率；与离心式压气机相比, 所以迎风面积小, 阻力小。

轴流式压气机的缺点：单级增压比低；结构复杂。

15.什么是基元级及基元级叶栅

16.设想用与轴同心, 半径分别为压气机平均半径r m和r m+dr的两个圆柱面与单级叶片作圆周截取得出某级的环形

叶栅，高度为dr的环形叶栅叫环形基元级（也叫基元级）。

17.熟练画出基元级速度三角形（包括各个参数的标注）