
發(fā)動(dòng)機(jī)思考題.doc
18頁燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)概念 1. 為什么說航空燃?xì)廨啓C(jī)既是熱機(jī)又是推進(jìn)器?答:燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是將燃油燃燒釋放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置它既是熱機(jī)又是推進(jìn)器,因?yàn)樗怯筛咚倭鬟^發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鈱?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的反作用力來推動(dòng)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的一種熱機(jī). 2. 簡(jiǎn)單敘述燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的組成以及工作原理答:燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、尾噴管組成工作原理:燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)以空氣作為工質(zhì)進(jìn)氣道將所需的外界空氣以最小的流動(dòng)損失順利地引入發(fā)動(dòng)機(jī),壓氣機(jī)通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣做功壓縮空氣,提高空氣的壓力,高壓空氣在燃燒室內(nèi)和燃油混合,燃燒,將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,形成高溫高壓的燃?xì)?,高溫高壓的燃?xì)馐紫仍跍u輪內(nèi)膨脹,將燃?xì)獾牟糠朱兽D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn),去帶動(dòng)壓氣機(jī)然后燃?xì)庠趪姽軆?nèi)繼續(xù)膨脹,加速燃?xì)?,提高燃?xì)馑俣?,使燃?xì)庖暂^高的速度噴出,產(chǎn)生推力3. 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)分為哪幾種?它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)以及工作原理上有什么明顯區(qū)別燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)分為渦噴、渦扇、渦槳、渦軸四種渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)由燃?xì)廨啓C(jī)和螺旋槳組成,在他們之間還安排 了一個(gè)減速器。
工作原理:空氣通過排氣管進(jìn)入壓氣機(jī);壓氣機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣做功壓縮空氣,提高空氣的壓力;高壓空氣在燃燒室內(nèi)和燃油混合,燃燒,將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,形成高溫高壓的燃?xì)?;高溫高壓的燃?xì)庠跍u輪內(nèi)膨脹,推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)輸出功去帶動(dòng)壓氣機(jī)和螺旋槳,大量的空氣流過旋轉(zhuǎn)地螺旋槳,其速度有一定的增加,使螺旋槳產(chǎn)生相當(dāng)大的拉力;氣體流過發(fā)動(dòng)機(jī),產(chǎn)生反作用力如果燃?xì)獍l(fā)生器后的燃?xì)饪捎媚苋坑糜隍?qū)動(dòng)動(dòng)力渦輪而不產(chǎn)生推力,則燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)成為渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī),動(dòng)力渦輪軸上的功率可以用來帶動(dòng)直升機(jī)的旋翼渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)是由進(jìn)氣道、風(fēng)扇、低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)、燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪和噴管組成4. 什么是EGT,為什么它是一個(gè)非常重要的監(jiān)控參數(shù)?答:EGT是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度原因:1、EGT的高低反映了發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要、最關(guān)鍵的參數(shù)渦輪前總溫的高低 2、EGT的變化反映了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的變化;3、EGT的變化反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障5. 什么是渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)理想循環(huán)最佳增壓比?答:當(dāng)加熱比一定的時(shí)候,使理想循環(huán)功達(dá)到最大值的增壓比是渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的理想循環(huán)最佳增壓比6. 發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率、推進(jìn)效率、總效率三者定義以及其關(guān)系發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率:在循環(huán)中加入的熱能有多少轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率:發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)功率與單位時(shí)間流過發(fā)動(dòng)機(jī)氣體動(dòng)能增量的比值,總效率:推進(jìn)功率與單位時(shí)間進(jìn)入燃燒室的燃油完全燃燒所釋放出的熱量的比值稱為總效率7. 燃油消耗率sfc定義及表達(dá)式答:產(chǎn)生單位推力在一小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量稱為燃油消耗率。
發(fā)動(dòng)機(jī)的五大部件一一說明一· 進(jìn)氣道8. 進(jìn)氣道的功用以及分類答:進(jìn)氣道功用:(1)在各種狀態(tài)下, 將足夠量的空氣, 以最小的流動(dòng)損失, 順利地引入壓氣機(jī)并在壓氣機(jī)進(jìn)口形成均勻的流場(chǎng)以避免壓氣機(jī)葉片的振動(dòng)和壓氣機(jī)失速;(2)當(dāng)壓氣機(jī)進(jìn)口處的氣流馬赫數(shù)小于飛行馬赫數(shù)時(shí), 通過沖壓壓縮空氣, 提高空氣的壓力簡(jiǎn)稱:進(jìn)氣、減速進(jìn)氣道分類:(1)亞音速進(jìn)氣道:主要用于民用航空發(fā)動(dòng)機(jī),而且為單狀態(tài)飛機(jī),大多采用擴(kuò)張形、幾何不可調(diào)的亞音速進(jìn)氣道 2)超音速進(jìn)氣道:可分為內(nèi)壓式、外壓式和混合式三種 9. 什么是進(jìn)氣道的總壓恢復(fù)系數(shù),寫出其表達(dá)式 答:定義:進(jìn)氣道出口處氣流的總壓與來流的總壓之比表達(dá)式:10. 什么是進(jìn)氣道的沖壓比?答:進(jìn)氣道出口處的總壓與遠(yuǎn)前方氣流靜壓的比值壓氣機(jī)11. 離心式壓氣機(jī)由哪些部件組成,各部件是如何工作的?答:導(dǎo)風(fēng)輪, 工作葉輪, 擴(kuò)壓器, 集氣管等部分組成導(dǎo)風(fēng)輪:安裝在葉輪的進(jìn)口處,其通道是收斂形的 使氣流拐彎并以一定方向均勻進(jìn)入工作葉輪, 以減小流動(dòng)損失,此過程中氣流加速,防止出現(xiàn)拐彎分離流其中氣流參數(shù)變化為:空氣在流過它時(shí)速度增大,而壓力和溫度下降。
工作葉輪:是高速旋轉(zhuǎn)的部件,工作葉輪上葉片間的通道是擴(kuò)張形的,空氣在流過它時(shí), 對(duì)空氣作功, 加速空氣的流速, 同時(shí)提高空氣的壓力從結(jié)構(gòu)上葉輪分單面葉輪和雙面葉輪兩種 ,兩面進(jìn)氣,這樣可以增大進(jìn)氣量;對(duì)于平衡作用在軸承上的軸向力也有好處擴(kuò)壓器 :位于葉輪的出口處,其通道是擴(kuò)張形的,空氣在流過它時(shí), 速度下降, 壓力和溫度都上升 集氣管 :使氣流變?yōu)檩S向, 將空氣引入燃燒室 12. 離心式壓氣機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)增壓的?答:離心式壓氣機(jī)靜壓增加主要在工作葉輪中實(shí)現(xiàn),氣體增壓主要靠離心增壓實(shí)現(xiàn): 氣體流過葉輪時(shí),由于氣體隨葉輪一起作圓周運(yùn)動(dòng),氣體微團(tuán)受慣性離心力的作用,氣體微團(tuán)所在位置的半徑越大,圓周速度越大,氣體微團(tuán)所受的離心力也越大,因此,葉輪外徑處地壓力遠(yuǎn)比內(nèi)徑處的壓力高13. 離心式壓氣機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)答:離心式壓氣機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn):?jiǎn)渭?jí)增壓比高;同時(shí)離心式壓氣機(jī)穩(wěn)定的工作范圍寬;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠;重量輕, 所需要的起動(dòng)功率小主要缺點(diǎn):流動(dòng)損失大;效率較低; 故迎風(fēng)面積大, 阻力大14. 軸流式壓氣機(jī)由哪些部件組成的,壓氣機(jī)一級(jí)是如何定義的并簡(jiǎn)單敘述它的優(yōu)缺點(diǎn)答:軸流式壓氣機(jī)的組成:由靜子和轉(zhuǎn)子組成a) 由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和與機(jī)匣固定在一起不動(dòng)的靜子組成b) 轉(zhuǎn)子的功用是對(duì)空氣作功, 壓縮空氣, 提高空氣的壓力c) 靜子使空氣擴(kuò)壓,繼續(xù)提高空氣的壓力一個(gè)工作葉輪加上一個(gè)位于其后的整流器就形成軸流式壓氣機(jī)的一級(jí)軸流式壓氣機(jī)的優(yōu)點(diǎn):可以用增加級(jí)數(shù)的方法提高壓氣機(jī)的總增壓比, 以提高壓氣機(jī)的效率;與離心式壓氣機(jī)相比, 所以迎風(fēng)面積小, 阻力小。
軸流式壓氣機(jī)的缺點(diǎn): 單級(jí)增壓比低;結(jié)構(gòu)復(fù)雜15. 什么是基元級(jí)及基元級(jí)葉柵16. 設(shè)想用與軸同心, 半徑分別為壓氣機(jī)平均半徑rm和rm+dr的兩個(gè)圓柱面與單級(jí)葉片作圓周截取得出某級(jí)的環(huán)形葉柵,高度為dr的環(huán)形葉柵叫環(huán)形基元級(jí)(也叫基元級(jí))17. 熟練畫出基元級(jí)速度三角形(包括各個(gè)參數(shù)的標(biāo)注)18. 什么是進(jìn)氣導(dǎo)向器答:進(jìn)氣導(dǎo)向器定義:位于第一級(jí)工作葉輪前的一排不動(dòng)葉片,功用是引導(dǎo)氣流的流動(dòng)方向,產(chǎn)生預(yù)旋,使氣流以合適的方向流入第一級(jí)工作葉輪19. 軸流式壓氣機(jī)優(yōu)點(diǎn)答:軸流式壓氣機(jī)的優(yōu)點(diǎn):可以用增加級(jí)數(shù)的方法提高壓氣機(jī)的總增壓比, 以提高壓氣機(jī)的效率;與離心式壓氣機(jī)相比, 軸流式壓氣機(jī)迎風(fēng)面積小, 阻力小20. c1a、c1u、u對(duì)攻角、扭速影響答:c1a增大或者c1u增大:β增大,會(huì)使α減小,扭速減小u增大:α增大,扭速先增大后減小21. 攻角特性定義及曲線答:在一定的來流馬赫數(shù)和一定的葉柵情況下, 氣流流過平面葉柵時(shí), 氣流折轉(zhuǎn)角Δβ和損失系數(shù)ω與攻角i之間的關(guān)系稱為平面葉柵的正常特性, 又叫攻角特性曲線:22. 基元級(jí)增壓原理基元級(jí)由工作葉輪葉柵和整流器葉柵組成當(dāng)氣流流過工作葉輪葉柵時(shí),由于高速旋轉(zhuǎn)的葉片使氣流的絕對(duì)速度增加,由于葉片間通道是擴(kuò)張形的使氣流的相對(duì)速度減小,由動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫ξ荒芎蛢?nèi)能,使氣流的壓力和溫度都升高;當(dāng)氣流流過整流器葉柵時(shí)由于葉片間通道是擴(kuò)張形的使氣流的絕對(duì)速度速度減小,轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫ξ荒芎蛢?nèi)能,使氣流的壓力和溫度升高。
23. 多級(jí)軸流式壓氣機(jī)流程形式 及 機(jī)匣結(jié)構(gòu)形式 答:流程形式: 在不考慮引氣情況下,流過壓氣機(jī)出口的空氣流量(qm2 )等于壓氣機(jī)進(jìn)氣口的流量(qm1);在壓縮過程中隨著壓力的提高,氣流的密度也逐漸提高,即ρ2>ρ1,為了滿足連續(xù)方程,原則上可以采用以下三種方法 A2=A1 ,V1 >V2 ; A2
機(jī)理過程:(如圖)29. 三種防喘措施機(jī)理答:防喘措施有三種:壓氣機(jī)中間級(jí)放氣;可調(diào)導(dǎo)向葉片和整流葉片; 雙轉(zhuǎn)子或三轉(zhuǎn)子(1)壓氣機(jī)中間級(jí)放氣防喘原理:通過改變流量來改變工作葉輪進(jìn)口處的絕對(duì)速度的大小,從而改變其相對(duì)速度的大小和方向, 改變攻角, 達(dá)到防喘的目的;(2)可調(diào)導(dǎo)向器葉片和整流葉片防喘原理:如果進(jìn)氣導(dǎo)向器葉片安裝角γ隨著流過壓氣機(jī)空氣流量的變化隨之而變化相應(yīng)地改變, 從而使β1保持不變,攻角α也就保持不變, 以達(dá)到防喘目的,簡(jiǎn)單來說:通過改變進(jìn)口導(dǎo)向器或靜葉安裝角,改變預(yù)選量c1u,改變c1的大小和方向,進(jìn)而影響w,使w大小變化,而方向保持不變3)雙轉(zhuǎn)子或三轉(zhuǎn)子防喘原理:通過改變轉(zhuǎn)速, 即改變壓氣機(jī)動(dòng)葉的切線速度的辦法來改變工作葉輪進(jìn)口處的相對(duì)速度的方向, 以減小攻角, 達(dá)到防喘的目的,或者說是通過改變轉(zhuǎn)速的辦法來改變流量系數(shù)使其接近設(shè)計(jì)值, 達(dá)到防喘的目的30. 轉(zhuǎn)子的基本結(jié)構(gòu)型式優(yōu)缺點(diǎn)答:轉(zhuǎn)子的基本結(jié)構(gòu)形式有三種:鼓式、盤式、鼓盤式鼓式轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,零件數(shù)目少,加工方便,有較強(qiáng)的抗彎剛度,但是由于受到強(qiáng)度的限制,目前在實(shí)際中應(yīng)用得不廣泛盤式轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)是:強(qiáng)度好,但是抗彎剛性差,并容易發(fā)生震動(dòng)。
鼓盤式轉(zhuǎn)子兼有鼓式轉(zhuǎn)子抗彎性好和盤式轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)31. 圖3-31為CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇后增壓級(jí)轉(zhuǎn)子(P39圖的標(biāo)注)32. cfm56高壓焊接連接方式答:先將1、2級(jí)鈦合金的盤焊成一體,再將4至9級(jí)由不銹鋼作的盤焊成一體,最后用短螺栓將兩段轉(zhuǎn)子,前軸和第3級(jí)盤連成一個(gè)整體轉(zhuǎn)子33. 減振凸臺(tái)作用特點(diǎn)答:優(yōu)點(diǎn):改變?nèi)~片的固有頻率 ;增加剛性,降低葉根的部的彎曲的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ;減振凸臺(tái)接合面處噴涂耐磨合金 , 起到阻尼減振的作用缺點(diǎn):局部加厚,使流動(dòng)通道面積減小大約 2%2%,減少了空氣流量;減振凸臺(tái)還造成氣流壓力的損失,使壓氣機(jī)的下降,發(fā)動(dòng)機(jī) 的燃油消耗率增加;減振凸臺(tái)增加了葉身的重量,使葉片的離心負(fù)荷加大;葉片的工藝也變得更復(fù)雜34. 帶冠葉片作用特點(diǎn)答:帶冠葉片作用特點(diǎn):克服減振凸臺(tái)所帶來的缺點(diǎn);帶冠葉片雖然改善了葉片的氣動(dòng)性能,減少了葉尖的倒流損失;葉片的離心負(fù)荷加大 35. 鼓盤式轉(zhuǎn)子連接方案答:不可拆卸式:整體結(jié)構(gòu)型式的轉(zhuǎn)子或采用焊接或用徑向銷釘將各級(jí)連接在一起的;可拆卸式 :用長(zhǎng)螺栓或短螺栓將各級(jí)連接在一起36. 風(fēng)扇靜子機(jī)匣組成答:前段前部為風(fēng)扇包容機(jī)匣,后部安裝風(fēng)扇出。




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