《渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機》以渦輪基組合循環(huán)(TBCC)發(fā)動機為對象,簡述了國內外的相關技術發(fā)展現狀和趨勢,給出了其定義、特點、難點、主要類型和用途、典型構型及工作原理。以飛行速度Ma4 的渦輪亞燃沖壓組合發(fā)動機為重點,對總體、加力/沖壓燃燒室、進排氣系統(tǒng)等進行了介紹和分析,主要包括:總體循環(huán)分析、結構特點、總體方案、仿真建模、模式轉換規(guī)律、進氣妙組合發(fā)動機/噴管一體化設計技術等;加力/沖壓燃燒室工作環(huán)境、設計需求、設計方法及設計方案,傳統(tǒng)型和帶裙板蒸發(fā)式值班火焰穩(wěn)定器、可變幾何火焰穩(wěn)定器、支板火焰穩(wěn)定器的性能及特點等;二元單邊膨脹噴管概念特點、氣動方案、模型運動機構、內特性模型試驗、內外流數值模擬、膨脹面型線等典型結構參數對噴管流場和性能的影響等;進氣道和擴壓器設計方法、進氣道設計步驟、進氣道特性計算方法、進氣道型面設計和特性計算等。
《渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機》可供從事渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機、航空燃氣渦輪發(fā)動機、亞燃沖壓發(fā)動機、高超聲速飛行器進排氣系統(tǒng)以及燃燒裝置技術研究的科研人員和工程技術人員參考,也可作為有關主管部門領導和專家進行相關項目或計劃決策的背景材料使用,還可供從事相關專業(yè)研究工作和學習的教師及研究生參考。
第1章 緒論
1.1 定義和內涵
1.2 主要優(yōu)勢和主要特點
1.3 主要類型
1.4 主要技術挑戰(zhàn)
1.5 國內外技術發(fā)展現狀和趨勢
1.6 展望與對策
1.7 本書導讀
參考文獻
第2章 渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機典型構型和應用
2.1 渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機典型構型
2.1.1 串聯式渦輪沖壓組合發(fā)動機
2.1.2 并聯式渦輪沖壓組合發(fā)動機
2.1.3 超聲速強預冷渦輪發(fā)動機
2.1.4 “三噴氣”組合循環(huán)發(fā)動機
2.1.5 膨脹循環(huán)空氣渦輪沖壓發(fā)動機
2.1.6 深冷渦噴-火箭組合循環(huán)發(fā)動機
2.2 渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機的主要用途
2.2.1 軍用飛行器動力
2.2.2 民用飛行器動力
2.2.3 空天飛行器動力
參考文獻
第3章 渦輪沖壓組合發(fā)動機總體方案和循環(huán)分析
3.1 渦輪沖壓組合發(fā)動機需求分析
3.2 渦輪沖壓組合發(fā)動機循環(huán)分析
3.3 變循環(huán)渦輪沖壓串聯組合發(fā)動機的結構特點
3.4 渦輪沖壓組合發(fā)動機總體仿真建模
3.5 串聯式組合發(fā)動機變比熱容部件級性能模型算法研究
3.5.1 氣體熱力性質
3.5.2 部件特性及其出口氣流參數計算
3.5.3 發(fā)動機共同工作點的確定
3.5.4 發(fā)動機非線性方程組Newton-Raphson數值求解方法
3.5.5 變循環(huán)渦輪沖壓組合發(fā)動機模型校核
3.6 渦輪沖壓組合發(fā)動機串聯方案
3.6.1 渦扇模式初步方案設計參數選取
3.6.2 沖壓模式的初步方案設計
3.7 渦輪/沖壓模式轉換控制規(guī)律研究
3.7.1 模式轉換過程的控制變量和控制目標
3.7.2 渦輪/沖壓模式轉換過程過渡態(tài)模型及多變量控制規(guī)律研究
3.7.3 模式轉換過程中的優(yōu)化問題抽象
3.7.4 多變量多目標優(yōu)化算法研究
3.7.5 Newton-Raphson目標規(guī)劃算法研究
3.7.6 Newton-Raphson目標規(guī)劃算法有效性驗證
3.7.7 轉換過程控制規(guī)律進行多目標規(guī)劃后的過渡態(tài)仿真
3.8 進氣道/串聯組合發(fā)動機性能匹配
3.8.1 高超聲速混壓進氣道設計原則
3.8.2 混壓進氣道外壓縮波系設計
3.8.3 混壓進氣道內壓縮波系設計
3.8.4 附面層抽吸流量估算
3.8.5 進氣道壓縮斜板和喉道幾何參數的計算
3.8.6 擴壓段總壓恢復系數計算
3.8.7 高超聲速混壓進氣道外流阻力估算
3.8.8 組合發(fā)動機進氣道幾何調節(jié)研究
3.9 串聯組合發(fā)動機/噴管性能匹配
3.9.1 二元收擴噴管主要幾何尺寸設計及調節(jié)原則
3.9.2 二元對稱可調斜板收擴噴管特性估算算法
3.9.3 幾何調整對噴管推力系數的影響
3.1 0進氣道/組合發(fā)動機/噴管一體化設計方案
3.1 0.1 進氣道/組合發(fā)動機/噴管主要設計參數的選取及設計點性能
3.1 0.2 進氣道/組合發(fā)動機/噴管一體化控制規(guī)律優(yōu)化結果
3.1 0.3 組合發(fā)動機沿飛行軌跡的穩(wěn)態(tài)安裝性能
參考文獻
第4章 渦輪沖壓組合發(fā)動機加力/沖壓燃燒室
4.1 TBCC加力/沖壓燃燒室工作環(huán)境和設計需求
4.2 TBCC加力/沖壓燃燒室研究現狀
4.2.1 日本HYPR計劃沖壓燃燒室
4.2.2 美國RTA計劃沖壓燃燒室
4.2.3 我國的TBCC加力/沖壓燃燒室研究
4.3 TBCC加力/沖壓燃燒室設計方法及方案
4.3.1 加力/沖壓燃燒室的性能估算方法
4.3.2 串聯式TBCC加力/沖壓燃燒室設計方案
4.3.3 并聯式TBCC加力/沖壓燃燒室設計方案
4.3.4 TBCC加力/沖壓燃燒室設計小結
4.4 TBCC加力/沖壓燃燒室火焰穩(wěn)定技術
4.4.1 試驗裝置及數據處理方法
4.4.2 值班火焰穩(wěn)定器
4.4.3 可變幾何火焰穩(wěn)定器
4.4.4 支板火焰穩(wěn)定器
4.4.5 火焰穩(wěn)定技術小結
4.5 本章小結
參考文獻
第5章 渦輪沖壓組合發(fā)動機排氣系統(tǒng)
5.1 排氣系統(tǒng)工作環(huán)境和設計需求
5.1.1 高超聲速飛行器對排氣系統(tǒng)的需求
5.1.2 單邊膨脹噴管的概念和特點
5.2 排氣系統(tǒng)氣動方案設計
5.2.1 主要幾何參數確定
5.2.2 SERN模型流道設計
5.2.3 SERN模型其他參數設計
5.2.4 SERN模型流路設計
5.3 SERN模型運動機構設計
5.3.1 設計要求和主要技術難點
5.3.2 SERN喉道設計方案
5.3.3 可調SERN方案設計
5.3.4 運動機構設計小結
5.4 SERN內特性模型試驗方法和裝置
5.4.1 噴管試驗臺的組成
5.4.2 試驗測量內容
5.4.3 試驗步驟
5.4.4 試驗誤差分析和置信度分析
5.5 SERN內特性模型試驗和數值模擬研究
5.5.1 膨脹面型線對SERN性能的影響
5.5.2 下腹板長度對SERN性能影響
5.5.3 整體氣動流路對SERN性能影響
5.5.4 側壁構型對SERN性能影響
5.5.5 膨脹面長度對SERN性能影響
5.5.6 噴管喉道寬高比對SERN性能影響
5.5.7 小結
參考文獻
第6章 渦輪沖壓組合發(fā)動機進氣系統(tǒng)
6.1 概述
6.2 TBCC發(fā)動機進氣道的特征和設計基礎
6.2.1 進氣道的基本設計要求
6.2.2 進氣道的結構類型
6.2.3 進氣道特性對推進系統(tǒng)性能的影響
6.2.4 超聲速進氣道的起動問題
6.2.5 Oswatitsch的最佳波系理論
6.3 TBCC發(fā)動機進氣道和擴壓器設計方法
6.3.1 高超聲速飛行器/進氣道一體化設計問題
6.3.2 高超聲速進氣道設計過程中主要參數確定的總原則
6.3.3 高超聲速進氣道設計步驟
6.3.4 TBCC發(fā)動機進氣道特性計算方法
6.4 TBCC發(fā)動機進氣道型面設計和特性計算結果
6.4.1 TBCC發(fā)動機推進系統(tǒng)設計點選擇
6.4.2 TBCC發(fā)動機高超聲速進氣道設計方案和主要參數
6.4.3 設計狀態(tài)TBCC發(fā)動機進氣道特性
6.4.4 沿飛行軌跡TBCC發(fā)動機進氣道特性
6.4.5 展望
參考文獻2100433B
渦輪噴氣發(fā)動機和渦輪槳扇發(fā)動機的區(qū)別是什么
渦輪槳扇發(fā)動機是在渦輪噴氣發(fā)動機基礎上發(fā)展來的,也就是槳扇發(fā)動機中間也是個噴氣發(fā)動機,最前面有個大螺旋槳,兩個部分都能提供動力,既有速度又省油,還有另一種渦輪風扇發(fā)動機跟槳扇發(fā)動機差不多意思,只是風扇...
<p>發(fā)動機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來產生功率的,輸入的燃料量受到吸入汽缸內空氣量的限制,所產生的功率也會受到限制,如果發(fā)動機的運行性能已處于最佳狀態(tài),再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣...
國產的30小時,進口的50小時。保養(yǎng)時除了加保養(yǎng)油之外還需更換軸承。比較小的,靜止推力5千克的渦噴機一顆3萬元,加上飛機,電子設備,遙控器,總共4萬5千元左右。買飛機不可能給你發(fā)整機,但會有人親自過來...
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評分: 4.4
收稿日期 : 2005206220 基金項目 : 教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃項目 ( NCET 20420281 ) ; 國家高技術研究發(fā)展計劃項目 (2002AA414420 )? 作者簡介 : 王成恩 (1964 - ) ,男 ,黑龍江雞西人 ,東北大學教授 ,博士生導師 ? 第 27卷第 5期 2 00 6年 5 月 東 北 大 學 學 報 ( 自 然 科 學 版 ) Journal of Northeastern University (Natural Science) Vol 127 ,No. 5 May 2 0 0 6 文章編號 : 100523026 ( 2006) 0520485204 航空發(fā)動機渦輪設計集成技術 王成恩 , 劉 震 (東北大學 教育部暨遼寧省流程工業(yè)綜合自動化重點實驗室 , 遼寧 沈陽 110004) 摘 要 : 航空發(fā)動機設計需要大量的計算軟件
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評分: 4.4
標題 :中冷器進氣管中有機油的說明 一、中冷器進氣管中有機油不能說明渦輪增壓器有問題。 導致中冷器進氣管中有機油的原因有很多 ,包括駕駛工況、保養(yǎng)維護、曲軸箱 正常通風等 ;這是由渦輪增壓器的特性以及相關系統(tǒng)的布置確定的。 因此 ,不能簡單地將中冷器進氣管中有機油等同于渦輪增壓器有問題 ,或漏油。 二、導致中冷器進氣管中有機油的原因 發(fā)動機長時間的怠速 空濾臟 曲軸箱通風系統(tǒng)堵塞或變形 渦輪增壓器進回油管堵塞 ,泄露或變形 渦輪增壓器的中間殼體潤滑油結焦 氣缸磨損導致活塞環(huán)竄氣 排氣系統(tǒng)中流動阻力過大 由于進氣壓力長時間與增壓器軸承體內壓力不平衡 ,從而導致渦輪增壓器內機 油在壓力差的作用下通過密封件滲漏到壓氣機中。 此外 ,如果機油加注量過多 ,會引起曲軸箱通風系統(tǒng)中潤滑油含量不可避免的增 多 ,從而促使?jié)櫥蛷那S箱通風系統(tǒng)進入進氣管。 通常增壓發(fā)動機的曲軸箱強制通風系統(tǒng)的 PCV閥安
雙路式渦輪噴氣發(fā)動機渦輪發(fā)動機操作
因為渦輪發(fā)動機非常多樣,在本手冊中講解詳細的運行過程是不切實際的。然而,有一些適用于所有渦輪發(fā)動機的操作考慮。它們是發(fā)動機溫度限制,外界物體破壞,熱啟動,壓縮機失速和熄火。
任何渦輪發(fā)動機的最高溫度都發(fā)生在渦輪進氣口。渦輪進氣溫度因此通常是渦輪發(fā)動機運行的限制因素。
渦輪發(fā)動機推力直接隨空氣密度變化。當空氣密度降低時,推力也降低。當渦輪和往復式發(fā)動機受高的相對濕度有某種影響時,渦輪發(fā)動機推力損失可以忽略不計,而往復式發(fā)動機的制動馬力會降低很多。
由于渦輪發(fā)動機進氣口的設計和功能,吸入物體碎片的可能性總是存在的。這會導致重大的損壞,特別是壓縮機和渦輪節(jié)。當發(fā)生這樣的事情時,稱為外來物體損傷(FOD)。典型的FOD是吸入來自停機坪,滑行道或者跑道上的小物體導致的小凹痕和花邊。但是,也會發(fā)生飛鳥撞擊或者冰吸入導致的FOD損壞,可能導致發(fā)動機整個損毀。
外物損傷的預防是非常重要的。地面運行期間,一些發(fā)動機進氣口有在地面和進氣口之間形成渦流的趨勢。在這些發(fā)動機上可能安裝了一個渦流消散器。
也可能使用其他設備,如屏幕和/或偏轉器。飛行前檢查程序包括一個對任何外物損傷跡象的目視檢查。
熱啟動是當EGT超過安全限制時的啟動。熱啟動是由于太多燃油進入燃燒室或者是渦輪機轉速不夠引起的。只要發(fā)動機熱啟動時,參考飛機飛行手冊,飛行員操作手冊或者相關的維護手冊來了解檢查要求。
如果點火后發(fā)動機不能加速到適合的速度或者沒加速到慢車轉速,這時就發(fā)生了懸掛啟動。懸掛啟動也可以稱為假啟動。懸掛啟動可能是由于啟動動力源不足或者燃油控制故障而導致。
壓縮機葉片是小的翼型,遵守適用于任何翼型的相同空氣動力學原理。壓縮機葉片有一個迎角。迎角是進氣口空氣速度和壓縮機旋轉速度的計算結果。這兩個力合成構成一個向量,它確定了翼型沖擊進氣口空氣的實際迎角。
壓縮機失速可以描述為進氣口速度和壓縮機旋轉速度這兩個向量數值的失衡。當壓縮機葉片迎角超過臨界迎角時發(fā)生壓縮機失速。在這個點上,平穩(wěn)氣流受到干擾,隨著壓力波動產生了紊流。壓縮機失速導致空氣流進壓縮機時速度降低和停滯,有時還反向流動。如圖4
壓縮機失速可以是瞬時現象和間歇性現象或者是持續(xù)的狀態(tài),甚至更嚴重。瞬時/間歇性失速的表現通常是在回火和反向氣流發(fā)生時間歇的爆炸聲。如果失速發(fā)展成為穩(wěn)定狀態(tài),可能從持續(xù)的反向氣流產生強烈的振動和高聲的嘯叫。駕駛艙儀表基本上通常不會顯示輕度的或者瞬時失速,但是會顯示形成的失速。典型的儀表表現包括轉速的波動和排氣溫度的增加。大多數瞬時失速不會對發(fā)動機有害,經常在一兩個周期后自己糾正過來。穩(wěn)定狀態(tài)的失速導致發(fā)動機損壞的可能性很大。必須快速的通過降低功率,減小飛機迎角和增加空速來完成改出失速。
盡管所有的燃氣渦輪發(fā)動機會受壓縮機失速影響,大多數型號都有抑制這些失速的系統(tǒng)。有一個這樣的系統(tǒng)使用可變式進氣口導葉(VIGV)和可變式定子葉片,它可以把進來的空氣以適當的迎角導向到轉子槳葉。防止空氣壓縮失速的主要方法是使飛機在制造商確立的參數范圍內運行。如果壓縮機失速確實形成了,請按照飛機飛行手冊或者飛行員操作手冊中的建議程序來做。
熄火是燃氣渦輪發(fā)動機的一種運行狀態(tài),此時發(fā)動機的火無意的熄滅。如果燃燒室中油氣混合比超過富油限制,火焰將會被吹熄。這個狀態(tài)經常稱為富油熄火。它通常發(fā)生于非??焖俚陌l(fā)動機加速,過度富油的混合氣使燃油溫度降低到燃燒溫度以下。也可能由于氣流不足而不能維持燃燒。
另一方面,更多常規(guī)的熄火事件是由于燃油壓力低和發(fā)動機速度低,這些典型的和高高度飛行有關。這種情況也會在下降期間發(fā)動機油門收回時,這會產生貧油條件熄火。貧油混合器很容易導致火焰熄滅,甚至是正常的氣流通過發(fā)動機時也會發(fā)生。
燃油供應的任何干擾也會導致熄火。這原因可能是長時間的非常規(guī)姿態(tài),發(fā)生故障的燃油控制系統(tǒng),紊流,結冰或者燃油耗盡。
熄火的征兆通常和發(fā)動機失效后一樣。如果熄火是因為瞬時條件,例如燃油流量和發(fā)動機速度之間的失衡,一旦狀態(tài)被糾正就可以嘗試空中啟動發(fā)動機。無論如何,飛行員必須遵守飛機飛行手冊或者飛行員操作手冊中適用的緊急程序。一般的,這些程序包含了關于高度和空速的建議,在這些條件下空中開車很可能成功。
指示潤滑油壓力,潤滑油溫度,發(fā)動機速度,排氣溫度和燃油流量的發(fā)動機儀表對于渦輪發(fā)動機和往復式發(fā)動機都是普通的。然而,有一些儀表是渦輪發(fā)動機特有的。這些儀表指示發(fā)動機的發(fā)動機壓力比,渦輪機輸送壓力,和扭矩。另外,大多數燃氣渦輪發(fā)動機有多個溫度敏感儀表,稱為熱電偶,它向飛行員提供渦輪節(jié)內部和周圍的溫度讀數。
雙路式渦輪噴氣發(fā)動機渦輪發(fā)動機優(yōu)點
渦輪發(fā)動機相比往復式發(fā)動機有下列優(yōu)點: 振動少,增加飛機性能,可靠性高,和容易操作。