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航空发动机控制技术

作者: 发布时间: 2022-10-11 12:49:21

简介:】本篇文章给大家谈谈《航空发动机控制技术》对应的知识点,希望对各位有所帮助。本文目录一览:
1、飞机发动机的叶片居然是松动的,你知道原理吗?


2、求飞机发动机原理——涡轮喷

本篇文章给大家谈谈《航空发动机控制技术》对应的知识点,希望对各位有所帮助。

本文目录一览:

飞机发动机的叶片居然是松动的,你知道原理吗?

你知道飞机发动机的叶片转动时为什么总是发出哒哒哒的响声吗?实际上,飞机发动机里面的叶片本来就是松动的,不过这不是飞机年久失修导致,而是它本身就是这样设计的。

第一、叶片的设计利用了一些特别的结构,通过榫头卡在发动机的榫槽里,这个和我们古代建造里的榫卯结构有异曲同工之妙。但稍有不同的是,飞机叶片并不是卡的越紧越好,而且特意在榫头和榫槽之间留有间隙。当风扇转动时,叶片就会稍微滑动,叶片上的凸台就会发生碰撞,从而发出哒哒哒的声响。

第二、首先,我们假设这个叶片是完全固定的,当发动机开始工作,叶片开始转动时,就会产生离心力,每一个叶片在它对面都会有一个对应的叶片来平衡离心力,但如果其中的一个叶片被石头划了一下,那它的质量就损失了一点,它再转动时自然不能和对面的叶片完全保持平衡,这时整个盘面就会产生震动,而长时间震动很容易损坏机械零部件。

第三、为了避免这种情况发生,工程师们就想出这种榫卯结构的办法,在榫头和榫槽之间留有明显空隙,使叶片可在一定范围内自由滑动。当风扇开始转动产生离心力时,它的榫头就会在各自的榫槽里稍微往外移动。但每个叶片的榫头往外移动的量并不都是一致的,一旦有哪个叶片发生损伤,导致质量发生变化,那它就会多往外移动一点,而与之相对的叶片就会少往外移动一点。如此依旧可以使两个叶片在转动时保持平衡,从而大大减少发动机振动的产生。

第四、除了榫卯结构,发动机叶片还有一个设计也可以减少震动,这是大家常见的S型扭曲叶片,它可以减弱空气震动带来的影响。以普通叶片为例,当它以某个速度转动起来时,由于离轴心距离不相同,叶片上不同位置的周向速度就不相同。哪离轴心最远的夜间和离轴心最近的叶根相比较,夜间转一圈的周长远大于叶根,但夜间和叶根转一圈的时间是相同的。这就表示夜间的周向速度要远大于叶根的周向速度,也就是说夜间推出的空气远大于叶根推出的空气,这就代表着夜间受到的空气压力远大于夜受到的压力,这样就没办法使整个页面保持平衡,从而带来明显震动、巨大噪音、快速升温等问题。

求飞机发动机原理——涡轮喷气发动机??

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

将来想从事研究航空发动机方面的工作,大学期间需要有哪些积累,什么专业的知识最重要?谢谢!

你好我野是学飞行器动力的,航空发动机方面知识体系比较复杂,发动机的整体设计和构造等技术难度较高,再加上国内很多技术不是很全面因此本科期间的必修课程大多以基础课程为主,具体可以大四个大的方面

第一部分,力学部分:大学物理——理论力学——材料力学和工程材料之后开始分支

分支

流体力学方向:流体力学——叶片机原理——航空发动机原理

机械强度方面:机械设计基础——弹性力学——航空发动机构造——航空发动机强度

第二部分,工程热力学部分:大学物理——工程热力学——传热学一和传热学二——航空发动机燃烧技术

第三部分工具学科:

(1)高等数学——数值分析——线性代数——概率分析与数理统计等

(2)计算机应用基础——c++计算机语言——微型计算机等

(3)英语:大学英语1,2,3,4

第四部分电学和自动控制:

电学:大学物理——电工技术——电子电路技术

自动化:电子技术——自动控制理论

以上就是航空发动机专业在本科阶段所要学习的必修课程。不知道你现在是大几,你说将来要从事航空发动机方面的工作那么在大学期间以上所有的必修课程都要熟练掌握。如果你现在是大一大二那么我建议你把高数和大学物理学好因为在动力工程专业高数跟物理所涉及的内容是整个大学学习的基础中的基础一定要认真学习,会对你以后相关方面有很大的帮助,这两科在我们专业的重要性高于英语和计算机。

至于分支方面的知识积累,个人建议你学一些C++编程,UG,PROE,matlab等软件的操作学一学这些对你的毕设和工作用处都很大。

至于热力学和自动控制我想你不可以简单的了解了因为都是你的必修课都很重要。

以上希望对你有帮助

西安空军工程大学的飞行器动力工程专业怎么样啊?学什么的?就业前景如何?转业情况如何啊?

西安空军工程大学的飞行器动力工程专业,这个专业在我们学校综合评分中比较拔尖的。

1、主要学:

主要学习飞机飞行原理、航空发动机原理、飞机与发动机系统控制、结构强度和使用保障技术等,培养具有大学本科学历和军官基本素质,从事航空机械装备维修、指挥与管理的高素质复合型指挥技术人才。

2、主要课程:

力学、热力学、机械学、自动控制原理、电工电子技术、飞机飞行动力学、飞机流体传动与控制、航空发动机原理与控制、飞机与发动机强度、飞机与发动机构造、航空装备维修操作技能训练和保障指挥等。

3、就业方向:

航空航天类企业:飞行器动力装置的设计、研究、生产、实验、运行维护。机械类企业:热动力机械的设计、生产、运维。

4、转专业情况:

一般是不存在这种情况的,出现转专业的特殊情况也有。一种是学校方面对该专业培养进行了调整,另一种就是你的专业可能有一些细分方向。

5、考研方向

航空宇航推进理论与工程、航空工程、航空宇航科学与技术、动力工程及工程热物理。

6、其他情况:

中国人民解放军空军工程大学位于古都西安,简称“空工大”。

是在中央军委、空军党委领导下的高等军事院校,是一所融工、文、管、理、法、军等学科于一体的综合性全国重点大学,是全军重点建设的五所综合大学之一和对外开放院校,是军队“2110工程”重点建设院校之一,受空军和教育部双重领导,正军级编制。

参考资料来源:百度百科——中国人民解放军空军工程大学

飞机发动机的工作原理及构造

这个链接是有图的,详情请看连接:

涡轮喷气发动机

在第二次世界大战以前,所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力,这种发动机本身并不能产生向前的动力,而是需要驱动一副螺旋桨,使螺旋桨在空气中旋转,以此推动飞机前进。这种活塞式发动机+螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式,很少有人提出过质疑。

到了三十年代末,尤其是在二战中,由于战争的需要,飞机的性能得到了迅猛的发展,飞行速度达到700-800公里每小时,高度达到了10000米以上,但人们突然发现,螺旋桨飞机似乎达到了极限,尽管工程师们将发动机的功率越提越高,从1000千瓦,到2000千瓦甚至3000千瓦,但飞机的速度仍没有明显的提高,发动机明显感到“有劲使不上”。

问题就出在螺旋桨上,当飞机的速度达到800公里每小时,由于螺旋桨始终在高速旋转,桨尖部分实际上已接近了音速,这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降,推力下降,同时,由于螺旋桨的迎风面积较大,带来的阻力也较大,而且,随着飞行高度的上升,大气变稀薄,活塞式发动机的功率也会急剧下降。这几个因素合在一起,决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式已经走到了尽头,要想进一步提高飞行性能,必须采用全新的推进模式,喷气发动机应运而生。

喷气推进的原理大家并不陌生,根据牛顿第三定律,作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。喷气发动机在工作时,从前端吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,在此过程中,发动机向气体施加力,使之向后加速,气体也给发动机一个反作用力,推动飞机前进。事实上,这一原理很早就被应用于实践中,我们玩过的爆竹,就是依靠尾部喷出火药气体的反作用力飞上天空的。

早在1913年,法国工程师雷恩.洛兰就获得了一项喷气发动机的专利,但这是一种冲压式喷气发动机,在当时的低速下根本无法工作,而且也缺乏所需的高温耐热材料。1930年,弗兰克.惠特尔取得了他使用燃气涡轮发动机的第一个专利,但直到11年后,他的发动机在完成其首次飞行,惠特尔的这种发动机形成了现代涡轮喷气发动机的基础。

现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种,就必须遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。因此,从产生输出能量的原理上讲,喷气式发动机和活塞式发动机是相同的,都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段,不同的是,在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的,但在喷气发动机中则是连续进行的,气体依次流经喷气发动机的各个部分,就对应着活塞式发动机的四个工作位置。

空气首先进入的是发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而压气机适应的来流速度是有一定的范围的,因而进气道的功能就是通过可调管道,将来流调整为合适的速度。在超音速飞行时,在进气道前和进气道内气流速度减至亚音速,此时气流的滞止可使压力升高十几倍甚至几十倍,大大超过压气机中的压力提高倍数,因而产生了单靠速度冲压,不需压气机的冲压喷气发动机。

进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的,空气流过压气机时,压气机工作叶片对气流做功,使气流的压力,温度升高。在亚音速时,压气机是气流增压的主要部件。

从燃烧室流出的高温高压燃气,流过同压气机装在同一条轴上的涡轮。燃气的部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,带动压气机旋转,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。经过燃烧后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀比远小于压气机中的压缩比,涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多,发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。

从涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。

一般来讲,当气流从燃烧室出来时的温度越高,输入的能量就越大,发动机的推力也就越大。但是,由于涡轮材料等的限制,目前只能达到1650K左右,现代战斗机有时需要短时间增加推力,就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,由于加力燃烧室内无旋转部件,温度可达2000K,可使发动机的推力增加至1.5倍左右。其缺点就是油耗急剧加大,同时过高的温度也影响发动机的寿命,因此发动机开加力一般是有时限的,低空不过十几秒,多用于起飞或战斗时,在高空则可开较长的时间。

随着航空燃气涡轮技术的进步,人们在涡轮喷气发动机的基础上,又发展了多种喷气发动机,如根据增压技术的不同,有冲压发动机和脉动发动机;根据能量输出的不同,有涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺桨风扇发动机等。

喷气发动机尽管在低速时油耗要大于活塞式发动机,但其优异的高速性能使其迅速取代了后者,成为航空发动机的主流。

请详解飞机发动机原理和工作过程。

二战后,随着时间推移、技术更新,涡轮喷气发动机显得不足以满足新型飞机的动力需求。尤其是二战后快速发展的亚音速民航飞机和大型运输机,飞行速度要求达到高亚音速即可,耗油量要小,因此发动机效率要很高。涡轮喷气发动机的效率已经无法满足这种需求,使得上述机种的航程缩短。因此一段时期内出现了较多的使用涡轮螺旋桨发动机的大型飞机。

实际上早在30年代起,带有外涵道的喷气发动机已经出现了一些粗糙的早期设计。40和50年代,早期涡扇发动机开始了试验。但由于对风扇叶片设计制造的要求非常高。因此直到60年代,人们才得以制造出符合涡扇发动机要求的风扇叶片,从而揭开了涡扇发动机实用化的阶段。

50年代,美国的NACA(即NASA美国航空航天管理局的前身)对涡扇发动机进行了非常重要的科研工作。55到56年研究成果转由通用电气公司(GE)继续深入发展。GE在1957年成功推出了CJ805-23型涡扇发动机,立即打破了超音速喷气发动机的大量纪录。但最早的实用化的涡扇发动机则是普拉特·惠特尼(PrattWhitney)公司的JT3D涡扇发动机。实际上普·惠公司启动涡扇研制项目要比GE晚,他们是在探听到GE在研制CJ805的机密后,匆忙加紧工作,抢先推出了了实用的JT3D。

1960年,罗尔斯·罗伊斯公司的“康威”(Conway)涡扇发动机开始被波音707大型远程喷气客机采用,成为第一种被民航客机使用的涡扇发动机。60年代洛克西德“三星”客机和波音747“珍宝”客机采用了罗·罗公司的RB211-22B大型涡扇发动机,标志着涡扇发动机的全面成熟。此后涡轮喷气发动机迅速的被西方民用航空工业抛弃。

波音707的军用型号之一,KC-135加油机。不加力式涡扇发动机实际上较为容易辨认,其外部有一直径很大的风扇外壳。

涡轮风扇喷气发动机的原理

涡桨发动机的推力有限,同时影响飞机提高飞行速度。因此必需提高喷气发动机的效率。发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比,就可以提高热效率。因为高温、高密度的气体包含的能量要大。但是,在飞行速度不变的条件下,提高涡轮前温度,自然会使排气速度加大。而流速快的气体在排出时动能损失大。因此,片面的加大热功率,即加大涡轮前温度,会导致推进效率的下降。要全面提高发动机效率,必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。

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(术语称“内涵道”),另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。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的优缺点

如前所述,涡扇发动机效率高,油耗低,飞机的航程就远。

但涡扇发动机技术复杂,尤其是如何将风扇吸入的气流正确的分配给外涵道和内涵道,是极大的技术难题。因此只有少数国家能研制出涡轮风扇发动机,中国至今未有批量实用化的国产涡扇发动机。涡扇发动机价格相对高昂,不适于要求价格低廉的航空器使用。

关于《航空发动机控制技术》的介绍到此就结束了。

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