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第1章 航空燃气涡轮发动机综述 1

1.1 航空发动机的分类与工作特点 1

1.1.1 航空发动机的分类 1

1.1.2 航空燃气涡轮发动机的工作特点 4

1.2 民用客机发动机简介 7

1.3 航空燃气涡轮发动机研制特点与设计概况 11

1.3.1 航空燃气涡轮发动机的研制特点 11

1.3.2 航空燃气涡轮发动机的设计概况 12

参考文献 15

思考和练习题 15

第2章 气动热力学基础 16

2.1 热力学第一定律 16

2.2 热力学第二定律 20

2.3 气体动力学基本方程 21

参考文献 26

思考和练习题 26

第3章 航空燃气涡轮发动机的基本工作原理 27

3.1 航空发动机的主要性能指标 27

3.1.1 推力 27

3.1.2 单位推力 31

3.1.3 推重比和功重比 31

3.1.4 耗油率 32

3.1.5 热效率、推进效率和总效率 33

3.1.6 发动机总效率对飞机燃油利用率的影响 35

3.2 航空发动机的基本工作原理 36

3.2.1 理想循环 36

3.2.2 实际循环 45

参考文献 48

思考和练习题 48

第4章 航空燃气涡轮发动机部件工作原理及特性 49

4.1 压气机工作原理及其特性 49

4.1.1 压气机的主要类型与性能参数 49

4.1.2 轴流压气机增压原理 54

4.1.3 压气机平面叶栅流动 64

4.1.4 压气机级的流动 75

4.1.5 离心压气机 77

4.1.6 压气机特性 79

4.1.7 轴流压气机的发展趋势 88

4.2 涡轮工作原理及其特性 89

4.2.1 涡轮的主要性能参数与组成 89

4.2.2 轴流涡轮的做功原理 91

4.2.3 涡轮特性 93

4.2.4 涡轮部件特点和发展趋势 94

4.3 燃烧室工作原理及其特性 97

4.3.1 燃烧室的主要类型与基本性能要求 97

4.3.2 燃烧室的基本工作过程 98

4.3.3 燃烧室特性 101

4.4 进气道工作原理 102

4.4.1 进气道主要性能参数与流场畸变 102

4.4.2 亚声速进气道 104

4.4.3 超声速进气道 105

4.5 尾喷管工作原理 106

4.5.1 喷管的主要性能参数 106

4.5.2 喷管的分类 107

参考文献 110

思考和练习题 110

第5章 航空燃气涡轮发动机共同工作和控制规律 112

5.1 涡喷和涡扇发动机部件的共同工作 112

5.1.1 单轴涡喷发动机的共同工作 113

5.1.2 双轴涡喷发动机的共同工作 120

5.1.3 双轴涡扇发动机的共同工作 127

5.2 航空发动机的主要工作状态 130

5.3 发动机的控制规律 131

5.3.1 单轴涡喷发动机的控制规律 133

5.3.2 双轴涡喷发动机的控制规律 134

5.3.3 双轴加力涡扇发动机的典型控制规律 137

5.3.4 双轴大涵道比涡扇发动机的典型控制规律 138

5.3.5 涡桨和涡轴发动机的控制规律 139

参考文献 139

思考和练习题 140

第6章 航空燃气涡轮发动机稳态特性和过渡态特性 141

6.1 航空燃气涡轮发动机的稳态特性 141

6.1.1 稳态特性获取方法 141

6.1.2 发动机的基本特性 145

6.1.3 影响发动机特性的各种因素 150

6.2 航空燃气涡轮发动机的过渡态特性 159

6.2.1 加速和减速过程 159

6.2.2 加力接通和切断过程 162

6.2.3 地面起动和空中起动 162

参考文献 164

思考和练习题 164

第7章 航空燃气涡轮发动机总体性能方案设计 165

7.1 总体性能方案设计流程 165

7.2 发动机主要设计参数的选择 165

7.2.1 主要设计参数对发动机性能的影响 166

7.2.2 循环参数的选择 168

7.2.3 循环参数的优化 168

7.2.4 发展潜力分析 169

7.3 发动机设计点气动热力循环参数计算 170

7.4 飞机／发动机协调和设计点热力循环参数的最终确定 178

7.4.1 发动机非设计点性能计算 178

7.4.2 飞机／发动机匹配协调 180

7.4.3 发动机总体最佳参数选定 180

7.5 发动机流路设计 181

7.5.1 设计方法 181

7.5.2 高压系统通道设计 181

7.5.3 低压系统通道设计 186

7.5.4 低压系统和高压系统通道匹配 188

7.5.5 外涵道流路设计 188

7.5.6 喷管通道设计 188

7.6 发动机重量估算 189

参考文献 190

思考和练习题 190

第8章 航空燃气涡轮发动机结构设计 192

8.1 航空燃气涡轮发动机总体结构方案设计 192

8.1.1 发动机总体结构布局 192

8.1.2 发动机转子的支承方案 193

8.1.3 发动机承力系统 197

8.1.4 临界转速的估算 202

8.1.5 发动机设计选材 203

8.1.6 新工艺的选择 205

8.1.7 新技术的选用 206

8.1.8 总体结构方案图 207

8.2 航空燃气涡轮发动机部件结构设计 207

8.2.1 压气机的结构 208

8.2.2 燃烧室的结构 224

8.2.3 涡轮的结构 231

参考文献 245

思考和练习题 246

第9章 航空燃气涡轮发动机的部件设计 248

9.1 压气机设计 248

9.1.1 压气机的设计流程 249

9.1.2 压气机气动设计 253

9.2 涡轮设计 294

9.2.1 发动机总体对涡轮设计的要求 294

9.2.2 民用涡扇发动机涡轮的发展特点 295

9.2.3 涡轮气动设计要素 296

9.2.4 涡轮设计实例 306

9.3 燃烧室设计 318

9.3.1 燃烧室设计概貌 318

9.3.2 民用航空发动机污染排放控制技术 321

9.3.3 先进燃烧概念 336

参考文献 339

思考和练习题 341

第10章 火箭发动机原理 342

10.1 火箭发动机概述 342

10.1.1 化学火箭发动机 344

10.1.2 核火箭发动机 345

10.1.3 电火箭发动机 346

10.1.4 火箭推进的应用 348

10.2 火箭发动机的主要参数 349

10.2.1 推力 349

10.2.2 总冲（量） 352

10.2.3 比冲（量） 352

10.2.4 有效排气速度 354

10.2.5 质量比 354

10.2.6 推进剂质量分数 354

10.2.7 冲重比和推重比、比功率 354

10.2.8 能量与效率（内效率、推进效率） 356

10.3 火箭发动机热力学关系式和喷管理论 357

10.3.1 热力学关系式 357

10.3.2 喷管理论 366

10.4 液体火箭发动机 374

10.4.1 推进剂及燃烧 374

10.4.2 气液系统 377

10.4.3 基本部件 380

10.5 固体火箭发动机 388

10.5.1 概述 389

10.5.2 固体推进剂及燃烧 391

10.5.3 装药及内弹道计算 395

10.5.4 基本组件 400

参考文献 401

思考和练习题 401

附录 叶轮机气动热力学基本方程 403

A.1 重要的气流参数及气动热力学函数 403

A.1.1 系统与控制体 403

A.1.2 拉格朗日描述与欧拉描述 403

A.1.3 雷诺输运方程 403

A.1.4 物质导数 404

A.1.5 质量力与表面力 404

A.1.6 亥姆霍兹速度分解定理 405

A.1.7 广义牛顿内摩擦定理 406

A.1.8 圆柱坐标系 407

A.2 质量守恒定律与相对流动的连续方程 407

A.3 动量守恒定律与相对流动的运动方程 409

A.4 动量矩定律 413

A.5 能量守恒定律（热力学第一定律）与相对流动的能量方程 413