航空运载工具原理及应用PPT.ppt

③涡轮螺旋桨发动机 涡轮螺旋桨发动机由螺旋桨和燃气发生器组成，螺旋桨由涡轮带动。由于螺旋桨的直径较大，转速要远比涡轮低，只有大约1000转/分，为使涡轮和螺旋桨都工作在正常的范围内，需要在它们之间安装一个减速器，将涡轮转速降至十分之一左右后，才可驱动螺旋桨。 ④涡轮风扇喷气发动机 涡轮风扇发动机的妙处，就在于既提高涡轮前温度，又不增加排气速度。涡扇发动机的结构，实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮，这些涡轮带动一定数量的风扇。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样，送进压气机，另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出。因此，涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时，为提高热效率而提高涡轮前温度，可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径，使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道，从而避免大幅增加排气速度。这样，热效率和推进效率取得了平衡，发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低，飞机航程变得更远。 涡轮风扇喷气发动机 ⑤涡轮喷气发动机 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。 工作时，发动机首先从进气道吸入空气。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。 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 ⑥涡轮轴发动机 其特有的自由涡轮位于燃烧室后方，高能燃气对自由涡轮作功，通过传动轴、减速器等带动直升机的旋翼旋转，从而升空飞行。为了适应直升机机体结构的需要，涡轮轴发动机喷口可灵活安排，可以向上，向下或向两侧，而不一定要向后。 ⑦冲压喷气发动机 冲压喷气发动机的核心在于“冲压”两字。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进喷管三部组成。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。高速气流经扩张减速，气压和温度升高后，进入燃烧室与燃油混合燃烧。燃烧后温度为2000～2200℃，甚至更高，经膨胀加速，由喷口高速排出，产生推力。因此，冲压发动机的推力与进气速度有关。 5.3.2 飞机的主要数据 1 尺寸数据 在飞机的三面图或手册中，通常会标明飞机的主要尺寸数据，包括翼展、机长和机高等。其中翼展指飞机左右翼尖之间的距离，也称为展长；机长指飞机从机头至机尾之间的纵向最大距离；机高指飞机最高点至地面的距离。这些数据不仅反映了飞机纵向、横向和垂向轮廓的大小，对飞机的制造、停放和运输也有重要价值。表5—1列举了世界上一些大型运输机的主要尺寸数据。 2 重量数据 飞机的重量数据反映了飞机的重量级别和载重量。根据用途的不同可分为空重、总重、有效载重、载弹量、燃油重量等，其中空重为飞机的空机重量，是飞机机体结构和机载设备的重量之和，不包含乘员和燃油的重量；有效载重为飞机装载的人员、货物或弹药的重量之和；总重为飞机空重、有效载重及燃油的重量之和，又可以分为正常起飞重量和最大起飞重量，其中正常起飞重量指飞机按设计要求进行装载的总重，而最大起飞重量指飞机按最大装载能力进行装载的总重。表5-2列举了世界上一些大型运输机的重量数据。 5.3.3 飞机的主要性能指标 不同用途的飞机，对飞行性能的要求有所不同。对现代民用飞机而言，主要考虑速度、爬升、续航和起降等性能指标。 1 速度性能 （1）最大平飞速度Vmax（km/h） 最大平飞速度是指飞机在发动机处于最大功率状态时所获得的平飞速度，是战斗机的主要性能之一。最大平飞速度主要受发动机推力和空气阻力的影响，两者又与飞行高度密切相关，一般来说，飞行高度越高，则最大平飞速度越大。 （2）巡航速度Vc（m/s） 2 爬升性能 巡航速度是指飞机在发动机处于70％～75％最大功率状态、耗油率最低时的经济飞行速度，是运输机和轰炸机的重要指标之一。巡航速度一般为最大平飞速度的70％～80％，相应的马赫数小于1。 民用飞机的主要爬升性能是指飞机的最大爬升速率和升限。飞机的爬升受到高度的限制，因为高度越高，发动机的推力就越小。当飞机达到某一高度，发动机的推力只能克服平飞阻力时，飞机不能再继续爬升了，这一高度称为飞机的理论升限。通常使用的是实用升限，所谓实用升限是指飞机还能以0.5m/s的垂直速度爬升时的飞行高度，也称之为飞机的静升限。