发动机复习1

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，不需要像航空活塞式发动机那样，用螺旋桨作为推进器。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.简单叙述燃气涡轮风扇喷气发动机的组成以及原理？答：涡轮风扇喷气发动机是由进气道、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。工作原理：同上（区分：内涵和外涵，能量的分配）4.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答：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。5.什么是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。（符号看书）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，EGT高，则就高：EGT超限，则超限。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。6.什么是EPR，为什么它是表征推力的参数？答：EPR是指发动机的压力比，低压涡轮后的总压与压气机进口处的总压之比。（公式看书）因为，对同一台发动机来说，EPR高，表明涡轮后燃气的总压高，燃气具有较高的做功能力，所以发动机的推力就大。7.发动机的核心机指使什么？答：燃气发生器是各种发动机的核心8.发动机热效率、推进效率、总效率三者定义以及其关系（公式见书）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：发动机完成的推进功率与单位时间发动机从热力循环中获得的可用动能的比值总效率：单位时间推进功率与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关系：9.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。（公式见书）10.何为发动机的单位推力？影响推力的因素包括？答：发动机的推力与流过发动机空气的质量流量的，称为单位推力（公式见书）影响推力的因素有通过发动机的空气的质量流量和单位推力。通过发动机的空气质量流量越多，发动机的推力越大；如果发动机单位推力越大，发动机的推力也越大。11.进气道的功用以及分类、组成答：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：亚音速进气道和超音速进气道（可分为内压式、外压式和混合式三种）组成：壳体和前整流锥12.亚音速进气道内部气流参数是如何变化的？（见书63页图）答：进气道前段是扩张性的管道，而前整流锥后的管道稍有收敛。前一段变化规律：速度下降，压力和温度升高，冲压压缩整流锥后：气流速度稍有上升，压力和气温稍有下降这样可以使气流比较均匀地流入压气机保证压气机的正常工作13.什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：（见书64页）14.什么是进气道的冲压比？影响冲压比因素？答：进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值。（公式见书65页）因素：流动损失、飞行速度和大气温度15.流量系数的定义答：进气道远前方截面的面积A0与进气道唇口处的面积A01的比值（公式66页）16.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。17.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。18.离心式压气机的优缺点答：主要优点：单级增压比高：一级的增压比可达4:1－5:1,甚至更高；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,尤其是级间损失更大,不适于用多级,最多两级；效率较低,一般离心式压气机的效率最高只有83％－85％,甚至不到80％；单位面积的流通能力低,故迎风面积大,阻力大。19.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。20.什么是基元级及基元级叶栅设想用与轴同心,半径分别为压气机平均半径r和r+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）。（图书77）21.熟练画出基元级速度三角形（包括各个参数的标注）（书79右图）22.轴流式压气机机匣的结构形式有哪种，他们各有什么特点?答：进气机匣，中机匣，后机匣，风扇静止机匣特点：新书48页23.攻角的定义和流量系数的定义攻角：工作叶轮进口处相对速度的方向与叶片几何进气之差。影响攻角的因素：转速和工作叶轮进口处的绝对速度（包括大小和方向）。正攻角过大会使气流在叶背处发生分离；负攻角过大会使气流在叶盆处发生分离，而造成涡轮状态。压气机的流量系数：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。流量系数过小，会使气流在叶背处发生分离；流量系数过大，会使气流在叶盆处发生分离，而造成涡轮状态。25.多级轴流式压气机采用何种流程形式，其对应的机匣结构形式有哪几种答：流程形式:在不考虑引气情况下，流过压气机出口的空气流量（qm2）等于压气机进气口的流量（qm1）;在压缩过程中随着压力的提高，气流的密度也逐渐提高，即ρ2ρ1，为了满足连续方程，原则上可以采用以下三种方法A2=A1,V1V2A2A1,V1=V2A2A1,V1V2一般采用第三种方法，使流速下降，面积减小机匣结构形式：等外径、等内径、等中径。26.压气机增压比的定义表达式、总增压比与各级增压比之间的关系？答：是压气机出口处的总压与进口处的总压之比。27.理想压气机功和绝热压气机功的定义表达式以及区别区别在于绝热压气机功考虑了流动损失，这些流动损失有如前所述的五种叶形损失，它们是：在叶片的表面有附面层的摩擦损失；在逆压梯度作用下可能有附面层的气流分离损失；在叶片的尾缘有尾迹的涡流损失；尾迹和主流区的掺混损失；在叶片的前缘或背部可能出现超音速而造成的激波损失。此外还有二次流动损失：环壁附面层及其叶型附面层的相互作用引起的损失；径向间隙存在引起的损失；间隙涡和通道涡引起的损失；叶片附面层潜移引起的损失。33.喘振的定义和现象34.喘振根本原因及机理过程，三种防喘措施，喘振裕度是？答：喘振的根本原因:由于攻角过大,使气流在叶背处发生分离而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。防喘措施有三种：压气机中间级放气；可调导向叶片和整流叶片;；双转子或三转子。喘振裕度：工作点与喘振边界的距离。（书110）40.扩压器安装在哪？其通道时什么形状？位于叶轮的出口处，其通道是扩张形的41.燃烧室基本性能要求答：点火可靠；燃烧要稳定；燃烧完全；总压损失小；燃烧室的尺寸要求；出口温度分布要满足要求；燃烧产物对大气的污染要小；寿命长。42.油气比、余气系数的定义答：油气比是进入燃烧室的燃油的流量与进入燃烧室的空气流量的比值；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之比。43.航空发动机的余气系数一般为一般为3.5—4.5（书123）50.燃烧室稳定燃烧条件？燃烧室可分为哪几个区？燃烧室的工作特点？稳定燃烧条件：燃烧时的气流速度等于火焰的传播速度燃烧室分区：主燃区，补燃区，掺混区工作特点：燃油在告诉气流中进行燃烧；燃烧室出口燃气的温度受到涡轮叶片材料的限制57.旋流器的作用答：使高温燃气在火焰筒头部产住低速回流区；稳定火焰，以及使空气与燃油很好掺合，点燃后续混气，提高燃烧效率