航空燃气涡轮发动机稳定性设计与评定技术PDF电子书下载

第1章 发动机使用工作环境 1

1.1飞行环境的使用因素 1

1.1.1飞行包线 1

1.1.2飞行任务剖面 1

1.1.3飞行对发动机气动扰动的类型 2

1.2推进系统工作特点决定的使用因素 3

1.2.1畸变的形成及其分类 3

1.2.2畸变对发动机工作的影响 6

2.1.2压缩系统的工作稳定性 14

2.1.1气动稳定性定义 14

2.1气动不稳定性 14

第2章 发动机的气动不稳定性 14

2.2压气机稳定边界线 15

2.3旋转失速现象与分类 17

2.4喘振现象与分类 19

2.5进气畸变条件下压气机稳定性损失机理 22

2.5.1总压畸变影响 23

2.5.2压气机上游流场的重新分布 24

2.5.3进气总压畸变的衰减 24

2.5.4总温畸变影响 25

2.5.5用二阶线性微分方程模拟失速滞后现象 26

第3章 稳定裕度、稳定裕度损失及畸变指数 27

2.5.6叶型特性向压气机特性转化 27

3.1稳定裕度定义及其理论说明 29

3.1.1等换算流量稳定裕度 30

3.1.2等换算转速稳定裕度 30

3.2有畸变的稳定裕度 32

3.2.1稳定裕度损失的定义 32

3.2.2畸变条件下的稳定裕度 32

3.2.3各种稳定裕度的应用 33

3.3畸变指数及其应用 33

3.3.1畸变指数及其理论说明 33

3.3.2畸变指数的应用 41

3.4.1俄罗斯用的畸变指数 42

3.4工程常用的畸变指数 42

3.4.2美英常用的畸变指数 47

第4章 畸变指数与发动机稳定压比损失的相关性4.1基本相关方程 51

4.2相关方法 52

4.2.1方法A 52

4.2.2方法B 53

4.2.3方法C 54

4.2.4敏感系数 55

4.3畸变传递和生成系数 62

4.3.1相关方法B 62

4.3.2相关方法C 64

4.4相关方法的验证 65

4.5.1稳定裕度损失与畸变指数的相关方程 69

4.5温度、压力组合畸变的相关方程 69

4.5.2压力畸变（或称气动扰动）敏感系数 70

4.5.3温度畸变（或称热扰动）敏感系数 71

4.5.4温度和压力组合畸变的敏感系数 71

第5章 燃气涡轮发动机稳定性的评定 73

5.1发动机研制阶段的划分及流场畸变评定 73

5.1.1发动机方案设计阶段 73

5.1.2发动机工程设计及其部件试验阶段 74

5.1.3发动机及其部件的试制和调试阶段 75

5.1.4试制发动机的飞行试验阶段 75

5.1.5发动机批生产和使用阶段 76

5.2稳定性评定原则 78

5.3发动机降稳因子 79

5.3.1减少发动机稳定性的内部因子 79

5.3.2减少发动机稳定性的外部因子 85

5.4发动机稳定性评定程序 91

5.4.1发动机稳定性评定状态的选择 92

5.4.2 飞机在特殊情况下使用时发动机稳定性的保证措施 96

5.5稳定性评定 97

5.5.1方案设计阶段 98

5.5.2工程设计阶段发动机的可用和需用稳定裕度的评估 100

5.5.3外部扰动与压气机稳定裕度变化的相关性 101

5.6稳定性评定应用举例 106

5.6.1稳定压比损失计算 107

5.6.2非随机因子引起的稳定裕度损失 108

5.6.3随机因子引起的稳定裕度损失 109

第6章 流场畸变对发动机性能影响的评定6.1进气道压力恢复和流场畸变 112

6.1.1进气道形式和布局与畸变特性 112

6.1.2面平均总压 112

6.2畸变对发动机及其部件性能的影响 115

6.2.1畸变对发动机内部流场的影响 115

6.2.2畸变对压缩部件性能的影响 118

6.2.3畸变对发动机性能的影响 121

6.2.4畸变对控制系统的影响 122

6.3性能评定的方法 123

6.3.1性能计算 125

6.3.2性能试验 129

6.4动态畸变 130

第7章 畸变试验 131

7.1进气道／机体试验 131

7.1.1进气道发展试验 134

7.1.2进气道验证性试验 135

7.1.3进气道／发动机相容性试验 135

7.2发动机及部件畸变试验 136

7.2.1畸变模拟装置 139

7.2.2稳态总压畸变模拟器 139

7.2.3动态总压畸变模拟 143

7.2.4稳态、动态总压畸变模拟器 150

7.3均匀／非均匀进气条件下的压气机和发动机试验 158

7.3.1均匀进气条件下的压气机试验 159

7.3.2均匀进气条件下的发动机试验 161

7.3.3总压畸变条件下的压气机试验 162

7.3.4总压畸变条件下的发动机地面台架试验 166

7.3.5总压畸变条件下的发动机高空台试验 168

7.3.6温度畸变条件下的发动机试验 171

7.3.7防喘系统的效能及可靠性试验 182

7.3.8压力和温度组合畸变条件下的发动机试验 184

7.3.9试制生产、批生产和大修阶段的燃气涡轮发动机稳定性的检验 185

7.3.10发动机的稳定性验证试验 186

7.3.11发动机性能评定的验证性试验 189

7.4.1静态试验 192

7.4推进系统试验 192

7.4.2风洞试验 193

7.5飞行试验 194

7.5.1在飞行试验中检验发动机稳定裕度 194

7.5.2原型机的飞行试验 195

第8章 发动机稳定性分析技术 198

8.1常用数学模型 198

8.1.1平行压气机模型 198

8.1.2进口畸变沿压气机传递模型 199

8.2均匀流场下可用稳定裕度的数学模型 209

8.2.1基本假设和分析方法 210

8.2.2数学模型 211

8.2.3求解方法 212

8.3总压和总温畸变条件下稳定性计算的数学模型 215

8.3.1基本功能 215

8.3.2基本假设和物理模型 215

8.3.3数学模型 218

8.3.4数值计算方法 221

8.3.5算例分析 222

8.4冲击波的计算数学模型 223

8.4.1基本假设 223

8.4.2数学模型 223

8.5.3数学模型 225

8.5.2主要原始数据 225

8.5.1基本假设 225

8.5过渡工况下燃气涡轮发动机稳定裕度的计算模型 225

8.5.4算例 226

第9章 燃气涡轮发动机防喘系统 228

9.1 扩大燃气涡轮发动机稳定裕度的方法 228

9.1.1可调导流叶片 229

9.1.2机匣处理 231

9.1.3压气机放气 231

9.1.4多转子压气机 232

9.1.5涵道比变化 232

9.1.6短时降低或切断主燃烧室的供油量 233

9.1.7进气道控制 234

9.2航空燃气涡轮发动机防喘系统 236

9.2.1短时增稳系统 237

9.2.2 自动消喘复原系统 240

9.3消喘复原系统的组成及原始状态的恢复 245

9.3.1发动机喘振信号发生器 245

9.3.2防喘系统的原始状态恢复过程 252

9.4发动机消喘复原系统运用举例 261

9.4.1短时增稳系统 261

9.4.2发动机消喘复原系统 261

9.5压气机喘振的主动控制 263

9.5.1旋转失速与喘振发展先兆的研究 264

第10章 气动界面的测量装置及数据处理 270

9.5.2旋转失速与喘振主动抑制的研究 270

10.1缩尺模型数据换算 290

10.2气动界面上测量系统布置 291

10.2.1进气道／发动机的气动界面（AIP） 291

10.2.2测压耙／探头布局 292

10.3测量探头／传感器组件特性 295

10.3.1探头的频响 296

10.3.2探头组件的临界尺寸 297

10.3.3探头组件的振动试验和风洞校准 298

10.4数据采集系统 299

10.4.1数据记录长度 299

10.4.2系统频响 299

10.4.3系统精度 300

10.4.4数据记录 302

10.4.5压力畸变的动态数据采集与处理系统配置 303

10.5畸变数据的筛选编辑 309

10.5.1进气道数据筛选 309

10.5.2数据编辑 310

10.6数据处理方法 314

10.6.1数据段落 315

10.6.2工程单位转换 315

10.6.3数据滤波 316

10.6.4统计分析 317

10.7.1动态畸变数据的统计合成 325

10.7畸变指数的计算 325

10.7.2综合畸变指数法 328

10.8数据输出格式 330

10.8.1制表 330

10.8.2时间历程 330

10.8.3畸变图谱 331

10.9发动机进口温度畸变试验的数据测量和处理系统 332

10.9.1动态温度的测量要求 332

10.9.2热电偶的修正 332

10.9.3滤波 332

10.9.4发动机进口温度畸变试验的测量系统 333

10.9.5 小惯性热电偶的时间常数校准方法 340

参考文献 341