飞机推进系统原理PDF电子书下载

1.1 飞机推进系统的发展概况 1

第1章　飞机推进系统概论 1

1.2　喷气发动机的分类和基本工作原理 5

1.2.1 喷气发动机的分类 5

1.2.2 基本工作原理 9

1.3　发动机的推力和效率 11

1.3.1 发动机产生推力的原理 11

1.3.2 发动机的效率 16

1.4　发动机的性能评定指标 19

1.4.1 推力性能指标 19

1.4.2　经济性能指标 20

1.4.3 发动机的使用性能指标 21

2.2.1 进气道总压恢复系数 23

2.2.2　进气道冲压比 23

第2章　进气系统的工作原理与特性 23

2.2　进气道的基本性能参数 23

2.1 对进气系统的要求 23

2.2.3 进气道流量系数 24

2.2.4　进气道外部阻力系数 24

2.2.5 进气道出口流场畸变指数 24

2.3　超声速进气道的工作原理 25

2.3.1 超声速进气道的基本工作原理与分类 25

2.3.2 外压式进气道的工作原理 27

2.3.3 超声速进气道的外部阻力 30

2.4.1 外压式进气道的性能参数 31

2.4.2 外压式进气道的三种工作状态 31

2.4　超声速进气道特性 31

2.4.3 外压式进气道的节流特性 32

2.4.4 外压式进气道的不稳定工作 34

2.4.5　进气道的稳定工作裕度 35

2.4.6 迎角、侧滑角变化对进气道特性的影响 35

2.5　超声速进气道在亚声速条件下的工作特点 36

2.6　超声速进气道的调节 36

2.6.1 进气道状态控制 36

2.6.2 辅助进气调节 38

第3章　压气机的工作原理与特性 39

3.1　轴流式压气机的基本工作原理 39

3.1.1 轴流式压气机的组成及其研究方法 39

3.1.2 基元级的工作原理 41

3.1.3 压气机级的工作原理 50

3.1.4 多级轴流式压气机的特点和主要参数 55

3.2　压气机特性 61

3.2.1 压气机的流量特性 61

3.2.2　压气机的通用特性 66

3.3　多级压气机非设计工作状态分析 73

3.3.1 多级压气机中级的工作特点 73

3.3.2 装在发动机上的多级压气机功的变化特点 75

3.4　压气机的不稳定工作和扩稳方案 77

3.4.1 压气机不稳定工作的两种现象 77

3.4.2 压气机的稳定工作裕度 80

3.4.3　扩大压气机稳定工作裕度的方案 80

3.4.4　压气机的颤振 84

3.5　先进轴流式压气机技术及应用 85

3.5.1 叶型新技术 85

3.5.3 前掠静子 87

3.5.2 串列式叶栅（片） 87

3.5.4 后掠转子空气动力学 88

3.5.5 前掠转子 88

3.5.6　端弯叶片技术 89

3.5.7 拱形静子 90

3.5.8 对转风扇／压气机技术 90

3.5.9　先进机匣处理 92

3.5.10　核心驱动风扇级 92

第4章　燃烧室的工作原理与特性 94

4.1　燃烧室的基本工作原理 94

4.1.1 燃烧室的基本结构和类型 94

4.1.2　燃烧室工作的基本原理 95

4.1.3　对燃烧室的要求及基本参数 96

4.2　混合气燃烧过程的基本概念 100

4.2.2 混合气的着火 101

4.2.1 混合气的形成 101

4.2.3 混合气的燃烧 102

4.2.4 影响火焰传播速度的因素 104

4.3　燃烧室的工作过程 105

4.3.1 燃烧室的工作条件 106

4.3.2 燃烧室内保证稳定燃烧的措施 107

4.3.3 燃烧室内的燃烧过程 109

4.4　燃烧室的工作特性 111

4.4.1 燃烧效率特性 111

4.4.2　燃烧室熄火特性 114

4.4.3　燃烧室的流阻特性 115

4.4.4 燃烧室的使用特性 118

4.5　加力燃烧室的工作原理 119

4.5.2 加力燃烧室的工作过程 120

4.5.1 加力燃烧室的工作条件及对它的要求 120

4.5.3　振荡燃烧概述 123

4.6　燃烧室的冷却 126

4.6.1 主燃烧室的冷却 126

4.6.2 加力燃烧室的冷却 129

4.7　先进燃烧室技术及应用 129

4.7.1 高性能燃烧室技术的研究与发展 129

4.7.2 先进的燃烧室设计方法和先进的燃烧诊断技术 131

第5章　涡轮的工作原理与特性 137

5.1　涡轮的工作原理 137

5.1.1 基元级的工作原理 138

5.1.2 涡轮级的工作原理 140

5.1.3 多级涡轮的工作原理 143

5.2.1 涡轮的通用特性 146

5.2　涡轮的特性 146

5.2.2　单级涡轮特性和多级涡轮特性 147

5.3　涡轮的冷却 149

5.3.1 涡轮的冷却原理与结构 150

5.3.2 冷却对涡轮效率的影响 153

5.4　涡轮的新技术及其应用 154

第6章　排气系统的工作原理与特性 156

6.1　对排气系统的要求 156

6.2　涡轮风扇发动机混合器的工作原理与特性 156

6.2.1 混合器的工作原理 156

6.2.2　混合器的特性 157

6.3　喷管的工作原理与特性 160

6.3.1 喷管的类型 160

6.3.2 燃气在尾喷管中的实际流动过程 161

6.3.3 亚声速尾喷管的工作原理与性能 163

6.3.4 超声速尾喷管的工作原理与性能 165

6.4　其他形式的喷管简介 170

6.4.1 引射喷管 170

6.4.2　推力矢量尾喷管 171

6.5　排气系统与机后体的相互干扰 173

6.5.1 外流对喷管内流的影响 173

6.5.2 内流对后机身及底部阻力的干扰效应 173

第7章　飞机推进系统各部件的匹配工作 175

7.1 几何不可调的涡扇发动机各部件的匹配工作 175

7.1.1 燃气发生器的匹配工作 175

7.1.2 低压压气机与低压涡轮的匹配工作 180

7.1.3 发动机工作过程参数沿共同工作线的变化规律 185

7.2.1 发动机调节的概念 191

7.2　几何可调节的涡扇发动机各部件的匹配工作 191

7.2.2 尾喷管临界截面的调节 192

7.2.3 低压涡轮导向器的调节 194

7.2.4　混合器的调节 195

7.2.5 压气机的调节 195

7.2.6 混排涡扇发动机调节规律举例 197

7.3　混合排气加力涡扇发动机各部件的匹配工作 197

7.3.1 匹配工作方程 198

7.3.2 加力涡扇发动机的调节规律 198

7.4　超声速进气道与发动机的匹配工作 201

7.4.1 进气道与发动机流量匹配的条件 201

7.4.2　进气道与发动机的匹配工作线 201

8.1　发动机的热力循环分析 204

8.1.1 不加力混合排气涡扇发动机的理想循环 204

第8章　发动机性能参数与工作过程参数的关系 204

8.1.2 不加力混合排气涡扇发动机的实际循环 208

8.1.3 加力混合排气涡扇发动机的理想循环 210

8.1.4 加力混合排气涡扇发动机的实际循环 212

8.1.5 航空燃气涡轮发动机的变循环及组合循环概念 213

8.2　发动机的气动热力计算 215

8.3 不加力发动机单位推力和耗油率与工作过程参数的关系 219

8.3.1 低压压气机（风扇）增压比πcL（或πf）对Fs和sfc的影响 220

8.3.2 涵道比B对Fs和sfc的影响 221

8.3.3 压气机增压比πc对Fs和sfc的影响 221

8.3.4 涡轮前燃气温度T？对Fs和sfc的影响 222

8.4　加力发动机单位推力和耗油率与工作过程参数的关系 223

8.4.1 πcL对Fsaf和sfcaf的影响 223

8.4.2 涵道比B对Fsaf和sfcaf的影响 224

8.4.3 压气机增压比πc对Fsaf和sfcaf的影响 225

8.4.4 涡轮前燃气温度T？对Fsaf和sfcaf的影响 225

8.4.5 加力燃气温度T？对Fsaf和sfcaf的影响 225

8.5　发动机参数的初步选择 226

8.5.1 发动机参数初步选择的一般原则 226

8.5.2 单位性能参数与工作过程参数的关系，在分析一台发动机非设计状态性能中的应用 227

第9章　发动机特性 228

9.1　发动机特性的获得方法 228

9.1.1 获得特性的试验方法 228

9.1.2 将发动机的试验数据换算成为标准大气条件下的数据 230

9.1.3 获得特性的近似计算方法 235

9.2　涡扇发动机的节流特性 236

9.2.1 发动机主要工作状态的规定 236

9.2.2 几何不可调节的发动机的节流特性——转速特性 238

9.2.3 几何可调节的发动机的节流特性 239

9.2.4　加力发动机的节流特性 241

9.3　涡扇发动机的速度特性 242

9.3.1 速度特性的一般规律 242

9.3.2 影响速度特性的因素 244

9.3.3 加力发动机的速度特性 245

9.4　涡扇发动机的高度特性 246

9.5　涡轮螺旋桨发动机的特性 248

9.5.1 涡桨发动机的节流特性 248

9.5.2　涡桨发动机的速度特性 249

9.5.3 涡桨发动机的高度特性 249

9.6　涡轮轴发动机的特性 250

9.6.1 涡轮轴发动机的节流特性 250

9.6.3 涡轮轴发动机的高度特性 251

9.6.2　涡轮轴发动机的大气温度特性 251

第10章　发动机的过渡工作状态 253

10.1　发动机的加速过程 253

10.1.1 加速过程发动机各部件的匹配工作条件 253

10.1.2　加速过程发动机各部件匹配工作的特点 255

10.1.3 影响加速性的因素 256

10.1.4 改善发动机加速性的措施 256

10.2　发动机的减速过程 257

10.3　发动机的起动过程 257

10.3.1 起动机的类型 258

10.3.2　起动过程的三个阶段 258

10.3.3 影响发动机起动的因素 259

10.3.4 发动机空中起动的特点 262

10.4　接通加力与断开加力动态过程 263

10.5　其他燃气涡轮发动机在过渡过程中的特点 264

第11章　发动机的使用特性 266

11.1　使用因素对发动机性能的影响 266

11.1.1 使用因素对发动机部件特性及匹配工作的影响 266

11.1.2 使用因素对发动机性能的影响 271

11.2　发动机常遇典型故障分析 271

11.3　发动机的使用限制 276

第12章　新概念发动机 278

12.1　脉冲爆震发动机 278

12.1.1 脉冲爆震发动机研究的发展与现状 278

12.1.2　脉冲爆震发动机的工作原理与热力循环 280

12.1.3 脉冲爆震发动机的性能特点工程应用前景 285

12.1.4　脉冲爆震发动机的性能分析 286

12.2.1 超声速燃烧冲压发动机的发展过程 289

12.2　超燃冲压发动机 289

12.2.2 超燃冲压发动机的工作原理与性能 296

12.2.3 超燃冲压发动机的应用范围（前景） 303

12.3　电推进发动机 304

12.3.1 电推进发动机研究的发展与现状 304

12.3.2 电推进发动机的工作原理与结构 306

12.3.3 等离子电喷发动机的性能特点与应用 310

12.3.4 等离子电喷发动机的应用 310

12.4　组合式喷气发动机 312

12.4.1 组合喷气发动机的基本方案 312

12.4.2 涡轮冲压发动机 315

12.4.3　火箭涡轮发动机 316

12.4.4 利用冷冻燃料的冷源和高工作性能的空气喷气发动机 320

12.4.5 火箭—冲压发动机 321

参考文献 326