现代飞行器推进原理与进展PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1现代飞行器 1

1.1.1航空器 1

1.1.2航天器 5

1.1.3火箭导弹 7

1.1.4常规弹药 11

1.2现代推进装置的分类、结构和原理 11

1.2.1火箭发动机 12

1.2.2吸气式发动机 14

1.2.3复合推进装置 16

1.3现代推进装置的发展历史 17

1.3.1火箭发动机的发展历史 17

1.3.2航空发动机的发展历史 19

参考文献 28

第2章 喷管和进气道 30

2.1现代推进装置的喷管类型 30

2.1.1喷管按喷出气体是否达到超声速分类 30

2.1.2喷管按超声速喷管内型面分类 31

2.1.3喷管按在飞行器上的应用分类 32

2.1.4喷管按推力偏心特性分类 32

2.2变截面流动理论 33

2.2.1变截面一维定常等熵流动的控制方程 33

2.2.2截面积变化对流动参数的影响 34

2.2.3先收敛后扩张的管道——拉瓦尔喷管 36

2.3喷管流动特性 36

2.3.1喷管流动的极限状态——壅塞 37

2.3.2外界反压对拉瓦尔喷管流动的影响——力学条件 38

2.3.3拉瓦尔喷管中的流动损失 40

2.4推进性能 42

2.4.1速度系数与喷管扩张比的关系 42

2.4.2膨胀比和喷管出口压强 43

2.4.3流速和排气速度 44

2.4.4质量流率 45

2.4.5正激波在喷管内的位置 46

2.5现代推进装置的进气道 48

2.5.1进气道的作用与性能 48

2.5.2进气道分类 49

2.5.3亚声速进气道 50

2.5.4超声速进气道 51

2.5.5可调进气道 53

参考文献 54

第3章 发动机的主要性能 55

3.1推力 55

3.1.1推力的基本公式 55

3.1.2推力的节流特性、速度特性和高度特性 58

3.1.3真空推力和最佳推力 59

3.2推重比、总冲、比冲、单位推力和推力系数 60

3.2.1推重比 60

3.2.2单位迎面推力 61

3.2.3总冲与比冲 61

3.2.4单位推力 61

3.2.5推力系数 61

3.3功重比、耗油率、可靠性和寿命 62

3.3.1功率与功重比 62

3.3.2效率 62

3.3.3耗油率 65

3.3.4增压比和涡轮前温度 66

3.3.5可靠性和寿命 67

3.4喷气发动机燃烧室的流动性能 67

3.4.1一维定常加质加热流动控制方程 68

3.4.2一维定常加质加热流动参数的变化 69

3.4.3平均温度和平均压强 71

3.4.4一维定常两相流动的通用控制方程 72

参考文献 74

第4章 航空发动机 75

4.1活塞式航空发动机 75

4.1.1活塞式航空发动机的构造与作用 75

4.1.2活塞式航空发动机的发展历史与性能 77

4.1.3活塞式航空发动机的应用特点 78

4.2涡轮喷气发动机 79

4.2.1涡轮喷气发动机的构造与作用 79

4.2.2涡轮喷气发动机的发展历史与性能 84

4.2.3涡轮喷气发动机的应用特点 85

4.3涡轮螺旋桨发动机 85

4.3.1涡轮螺旋桨发动机的构造与作用 86

4.3.2涡轮螺旋桨发动机的发展历史与性能 86

4.3.3涡轮螺旋桨发动机的应用特点 87

4.4涡轮风扇发动机 87

4.4.1涡轮风扇发动机的构造与作用 87

4.4.2涡轮风扇发动机的发展历史与性能 89

4.4.3涡轮风扇发动机的应用特点 90

4.5涡轮桨扇发动机 90

4.5.1涡轮桨扇发动机的构造与作用 90

4.5.2涡轮桨扇发动机的发展历史与性能 91

4.5.3涡轮桨扇发动机的应用特点 91

4.6涡轮轴发动机 92

4.6.1涡轮轴发动机的构造与作用 92

4.6.2涡轮轴发动机的发展历史与性能 93

4.6.3涡轮轴发动机的应用特点 93

4.7垂直/短距起降发动机 94

4.7.1垂直/短距起降发动机的构造与作用 94

4.7.2垂直/短距起降发动机的发展历史与性能 95

4.7.3垂直/短距起降发动机的应用特点 97

参考文献 98

第5章 固体火箭发动机 99

5.1固体火箭发动机概述 99

5.1.1固体火箭发动机的类型与优缺点 99

5.1.2固体火箭发动机的构造与作用 100

5.1.3固体火箭发动机的工作过程 102

5.2固体推进剂及其燃烧 103

5.2.1固体推进剂和装药 103

5.2.2固体推进剂的燃烧 105

5.2.3固体推进剂的燃烧速度 111

5.3固体火箭发动机燃烧室内的燃气流动 116

5.3.1一维定常绝热加质流动的控制方程 116

5.3.2固体火箭发动机燃烧室内流动参数的变化规律 117

5.3.3固体火箭发动机燃烧室内的平均温度和平均压强 120

5.4固体火箭发动机的内弹道性能 121

5.4.1固体火箭发动机内弹道曲线的一般特征 121

5.4.2固体推进剂装药的燃烧过程 123

5.4.3特殊发动机的内弹道特征 128

5.4.4固体火箭发动机的内弹道参数 130

5.4.5固体火箭发动机两相内弹道和一维内弹道特征 131

5.5固体火箭发动机的热力性能 132

5.5.1固体火箭发动机热力性能的预估公式 132

5.5.2固体火箭发动机的热力性能 132

5.6固体火箭发动机的反常燃烧 136

5.6.1反常燃烧的基本知识 136

5.6.2固体火箭发动机中的声振阻尼因素 138

5.6.3抑制声不稳定燃烧的经验措施 139

5.6.4固体火箭发动机的不完全燃烧 141

5.6.5固体火箭发动机不稳定燃烧的辨识 142

参考文献 145

第6章 液体火箭发动机 148

6.1液体火箭发动机概述 148

6.1.1液体火箭发动机的类型与优缺点 148

6.1.2液体推进剂 149

6.2液体火箭发动机的结构原理 151

6.2.1液体火箭发动机的推进剂输送系统 151

6.2.2液体火箭发动机的贮箱 153

6.2.3液体火箭发动机的推力室 154

6.2.4液体火箭发动机的喷注系统 157

6.2.5液体火箭发动机的燃烧过程 158

6.3液体火箭发动机的工作性能 159

6.3.1液体火箭发动机的推力 159

6.3.2液体火箭发动机的喷嘴尺寸 159

6.3.3液体火箭发动机的喷射速度和喷嘴夹角 161

6.3.4液体火箭发动机的混合比 161

6.4液体火箭发动机燃烧室内的燃气流动与内弹道性能 163

6.4.1液体火箭发动机燃烧室内的燃气流动参数变化 163

6.4.2液体火箭发动机燃烧室内的平均温度和平均压强 164

6.4.3液体火箭发动机的内弹道特征 165

6.5液体火箭发动机的热力性能 167

参考文献 169

第7章 固液混合火箭发动机 171

7.1固液混合火箭发动机的结构原理 171

7.1.1推进剂 171

7.1.2固液混合火箭发动机的结构原理 172

7.2固液混合火箭发动机的工作性能 173

7.2.1固液混合火箭发动机中固体燃料的燃烧速度 173

7.2.2固液混合火箭发动机的推力设计 174

7.2.3固液混合火箭发动机中氧化剂与燃料流量的匹配 174

7.2.4混合发动机的燃烧不稳定性 175

7.3固液混合火箭发动机的燃烧室流动与内弹道性能 177

7.3.1固液混合火箭发动机燃烧室内的燃气流动参数变化 177

7.3.2固液混合火箭发动机燃烧室内的平均温度和平均压强 178

7.3.3固液混合火箭发动机的内弹道特征 178

7.4固液混合火箭发动机的热力性能 180

参考文献 182

第8章 凝胶/膏体火箭发动机 183

8.1凝胶/膏体推进剂 183

8.1.1凝胶/膏体推进剂的分类与组成 183

8.1.2凝胶/膏体推进剂的优缺点 184

8.1.3凝胶/膏体推进剂的发展历史 185

8.1.4不同凝胶/膏体推进剂的特点 186

8.1.5凝胶/膏体推进剂的燃烧机理 188

8.2凝胶/膏体火箭发动机的应用与结构原理 189

8.2.1凝胶/膏体火箭发动机的应用领域 189

8.2.2凝胶/膏体火箭发动机的结构原理 190

8.3凝胶/膏体火箭发动机的热力性能 193

参考文献 195

第9章 冲压发动机 197

9.1冲压发动机概述 197

9.1.1冲压发动机的发展历史 197

9.1.2冲压发动机的性能特点 199

9.2固体火箭冲压发动机 199

9.2.1固体火箭冲压发动机的流动性能 200

9.2.2固体火箭冲压发动机燃烧室内的平均温度和平均压强 201

9.2.3固体火箭冲压发动机的内弹道特征 202

9.3固体燃料冲压发动机 202

9.3.1固体燃料冲压发动机的流动性能 203

9.3.2固体燃料冲压发动机燃烧室内的平均温度和平均压强 206

9.3.3固体燃料冲压发动机的内弹道特征 206

9.4冲压发动机进气道设计理论 206

9.4.1单锥超声速进气道设计理论 207

9.4.2双锥超声速进气道设计理论 208

9.5冲压发动机的热力性能 210

参考文献 212

第10章 发动机内弹道理论 214

10.1零维内弹道理论基础 214

10.1.1零维内弹道方程 214

10.1.2燃烧压强的平衡状态 215

10.1.3内弹道计算 217

10.1.4零维两相内弹道 219

10.2喷气发动机的内弹道 221

10.2.1固体火箭发动机内弹道 221

10.2.2液体火箭发动机内弹道 223

10.2.3固液混合火箭发动机内弹道 225

10.2.4火箭冲压发动机内弹道 227

10.2.5固体燃料冲压发动机内弹道 229

10.3一维内弹道理论 229

10.3.1纯气相一维内弹道 229

10.3.2一维两相内弹道 231

参考文献 232

第11章 发动机的热力性能预估 233

11.1最小自由能热力计算模型 233

11.1.1质量守恒方程 233

11.1.2吉布斯自由能判据方程 233

11.1.3热力计算方程组 234

11.2平衡流动的热力参数计算 236

11.3热力参数计算的数值方法 239

11.4发动机的热力计算过程 246

11.4.1反应物系统的假定化学式 246

11.4.2反应物系统的化学能 247

11.4.3最小自由能热力计算举例 248

参考文献 252

附录 253