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航空发动机结构原理

作者: 发布时间: 2022-09-13 08:18:16

简介:】本篇文章给大家谈谈《航空发动机结构原理》对应的知识点,希望对各位有所帮助。本文目录一览:
1、飞机的内部构造是什么?


2、飞机发动机内部结构


3、飞机主要哪些部件组成?各

本篇文章给大家谈谈《航空发动机结构原理》对应的知识点,希望对各位有所帮助。

本文目录一览:

飞机的内部构造是什么?

呵呵,没找到具体的内部构造图,希望下面的内容能对你有所帮助。

飞机构造的演变

现代飞机的主要组成部分,有机翼(包括固定部分和活动部分,如主翼、副翼、升降舵和方向舵)、机身、发动机和起落架等。

早期的飞机都是双翼的,因为当时发动机的功率较小,飞机飞行速度低,只能采用双翼结构,以加大机翼面积,得到足够的升力。为增加飞机结构的强度和刚性,两翼之间有加固用的撑杆。随着发动机功率的增大,飞行速度提高,于是用单翼就能产生足够的升力,而在高速飞行时,双翼产生的阻力大,反而不利于飞行。自20世纪20年代末起,双翼飞机逐渐被单翼机所取代。现在,仅在要求低速飞行时,才使用双翼机,如,喷洒农药、初级飞行训练等。

根据单翼机机翼的位置,可分为高翼机(机翼在机身上方)、中翼机(在机身中央)和下翼机(在机身下方)。高翼机有好的向下视野和横向稳定性。人们在水上飞机的机翼上安装发动机,为使发动机不溅到水,就把机翼固定在机身上方的支架上,形成特殊的高翼——伞翼。中翼飞机由于不在机身下半部安装横梁,可腾出空间装载更多货物。下翼飞机可减小起落架的高度,便于维修装载更多货物。下翼飞机可减小起落架的高度,便于维修装在机翼上的发动机。

机翼的平面形状有矩形、梯形、后掠形和三角形。其中,变后掠翼是活动的,在高速飞行时,机翼可向后内侧收缩,由梯形变成后掠翼形。这种飞机无论在低速飞行,还是高速飞行时,都有良好的性能。

主翼的可活动部分叫做副翼,用以调节飞机侧向倾斜和升降。在飞机尾部还有水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼在起飞、降落中发挥作用,而垂直尾翼则协助飞机左右转向。当然飞机飞行时需要这些部件协调作用,否则飞机会失控,出现机毁人亡的事故。有的飞机,如航空母舰的舰载机,为节约船舱中所占空间,机翼做成可折叠的,当存放在船舱中时,就收起机翼,起飞时才打开。

机身外形要利用减少阻力,而且要有相当的强度。

发动机的布局则随发动机的种类、数量而定。例如,螺旋桨单发动机飞机,它的发动机位于机身前端正中;而双螺旋桨、甚至四螺旋桨发动机的飞机,发动机就对称地装在机翼上。至于涡轮喷气式发动机的位置,也由其数量而定,如果是单发动机的飞机,就位于机身后半部分,空气由机头或机翼根部进入发动机,而双发或四发的,可对称地分别装在左右机翼上,或装在机尾两侧。有的飞机有3台发动机,2台可对称在左右机翼或机身后侧,第3台装在机尾。

起落架是飞机起飞、降落时与地面接触的部分。根据起飞的场所是祟地还是水面,决定用轮子还是用浮筒。轮式起落架在飞机起飞后,可收入机身或机翼,以减少阻力,而浮筒式起落架则不能收起。以前的起落架,都是两个主轮在前(左右翼下),尾轮或尾撬在后,叫做后三点式起落架。飞机起飞时,呈现向上的斜角,利于发动机功率较小的飞机起飞,而且起飞的跑道也较短。由于发动机的功率增加,人们改用前三点式起落架,飞机的尾轮由位于主轮前的前轮所取代。飞机就呈水平状。这有利于检修、装卸货物和加油。舰载机的起落架要特别加强,以承受弹射时的力量。

飞机的机构,外形由它的功能所决定的。战斗机要求飞行速度高、灵活,机身的主要部分就发动机所占据。而客机、货机要求多载货物、乘客,所以机身主要部分被货舱、客舱所占据。

《飞机构造基础》作者:宋静波 编

出版社:航空工业出版社

ISBN:780183336

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飞机发动机内部结构

涡轮喷气发动机的诞生

二战以前,活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就,使得人类获得了挑战天空的能力。但到了三十年代末,航空技术的发展使得这一组合达到了极限。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,推力不增反减。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。同时随着飞行高度提高,大气稀薄,活塞式发动机的功率也会减小。

这促生了全新的喷气发动机推进体系。喷气发动机吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,对发动机产生反作用力,推动飞机向前飞行。

早在1913年,法国工程师雷恩·洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计,并获得专利。但当时没有相应的助推手段和相应材料,喷气推进只是一个空想。1930年,英国人弗兰克·惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利,这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。11年后他设计的发动机首次飞行,从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。

涡轮喷气发动机的原理

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。部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。

涡喷发动机属于热机,做功原则同样为:高压下输入能量,低压下释放能量。

工作时,发动机首先从进气道吸入空气。这一过程并不是简单的开个进气道即可,由于飞行速度是变化的,而压气机对进气速度有严格要求,因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。

压气机顾名思义,用于提高吸入的空气的的压力。压气机主要为扇叶形式,叶片转动对气流做功,使气流的压力、温度升高。

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。由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上,因此也驱动压气机旋转,从而反复的压缩吸入的空气。

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。

涡轮喷气发动机的优缺点

这类发动机具有加速快、设计简便等优点,是较早实用化的喷气发动机类型。但如果要让涡喷发动机提高推力,则必须增加燃气在涡轮前的温度和增压比,这将会使排气速度增加而损失更多动能,于是产生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此涡喷发动机油耗大,对于商业民航机来说是个致命弱点。

 

涡喷发动机剖视示意图

 

飞机主要哪些部件组成?各部件作用是什么?

常规飞机主要组成部分有机身、机翼、尾翼、起落架、动力系统、飞行控制系统、航空电子系统及机载设备等。

1.机翼是产生升力的主要部件。进行横向操纵的副翼和用于增加升力的襟翼等也都安装在机翼上。

2.动力系统包括发动机和一些附属系统,如燃油、润滑、散热、进气和排气等,它提供推力(或拉力)使飞机克服飞行时受到的阻力。

3.飞机的尾翼通常包括水平尾翼和垂直尾翼,其主要功用是保证飞机的平衡并操纵飞机。

4.起落架用于飞机的起飞、降落和地面停放。

5.机身的主要功能是装载设备、乘员和货物。

6.操纵系统用于传递操纵指令、控制飞机的飞行姿态。

7.机载设备包括飞行仪表、通信、导航、环境控制、生命保障、能源供给等设备,以及与飞机用途有关的一些机载设备,如战斗机的武器和火控系统,旅客机的客舱生活服务设施等。

扩展资料

飞机还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备和其它设备等。

其他的如鸭翼式结构,由后置的主机翼与可以理解成前置水平尾翼的鸭翼构成。也就是用鸭翼来控制飞机的仰角,水平尾翼的位置是鸭翼结构的主翼,来控制飞机的横滚。

无尾结构,受益于矢量推力发动机的无尾结构飞机,靠发动机推力矢量方向变化来控制飞机的仰角。三翼面结构,同时有主翼、水平尾翼、鸭翼的飞机。操作性能更高。双垂直尾翼结构,战斗机多用的结构,踩舵时可以让飞机不用更滚就转向。

参考资料百度百科——飞机

关于《航空发动机结构原理》的介绍到此就结束了。

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