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第五讲 动力装置先进技术-1
发动机的发展及其采用的新技术;航空发动机的发展历史;;;;活塞发动机原理;;螺旋桨是如何工作的;新舟60;观察螺旋桨的横切面,发现它和机翼是相似的。
螺旋桨在与飞机前进方向垂直的平面上运动,它也会产生一个力,
这个力就是向前的推(拉)力。;;螺旋桨和机翼一样也有迎角,当把空气压向后方时就能增加推力,迎角越大,产生的推力也就越大。
与机翼不同的是,机翼上各点在飞机飞行时做平行运动,它们的速度是一样的,迎角也是相同的;
而螺旋桨是在做旋转运动,其根部运动速度慢,产生的推力小受力也小;而其顶部,运动速度快,产生的推力大,受力也大。这种现象很容易使螺旋桨的顶部受到损坏甚至折断。
设计师们为了避免这种现象的发生就把螺旋桨根部的角度做的大一些,由根部到顶部,迎角逐渐减小,这样就能使螺旋桨整体在长度方向上所产生的推力大致各点相等,螺旋桨就结实耐用了。
螺旋桨在形状上也就必须变成麻花状,这就是大家现在所看到的螺旋桨。???
;;要想使螺旋桨产生更大的推力,最简单的办法就是加长桨叶。
可是桨叶越大,尖端运动的速度也越大,桨的尖端部分受的力也越大,从而带来强烈的噪声。
受材料强度及控制噪声要求的限制,飞机使用了长度较短而叶片较多的螺旋桨以便尽可能的增加推力减少噪声。
小型飞机通常使用两个叶片的单个螺旋桨;大型飞机上使用多台发动机,每台装有三个叶片以上的多叶片螺旋桨。
;;第一次世界大战飞机装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机。
这种发动机的功率已达130~220kW, 功重比为0.7kW/daN左右。飞机速度超过200km/h,升限6650m。
这时,飞机的飞行速度还比较小,气冷发动机冷却困难。为了冷却,发动机裸露在外,阻力又较大。因此,大多数飞机特别是战斗机采用的是液冷式发动机。
;;气冷式活塞发动机;活塞发动机成熟期;;5.内充金属钠的冷却排气门解决了排气门的过热问题;
6.向汽缸内喷水和甲醇的混合液可在短时内增加功率三分之一;
7.高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性,使汽缸内燃烧前压力由2~3逐步增加到5~6,甚至8~9,既提高了升功率,又降低了耗油率。;●从20世纪20年代中期开始,气冷发动机发展迅速,但液冷发动机仍有一席之地在此期间,
在整流罩解决了阻力和冷却问题后,气冷星型发动机由于有刚性大,重量轻,可靠性、维修性和生存性好,功率增长潜力大等优点而得到迅速发展,
并开始在大型轰炸机、运输机和对地攻击机上取代液冷发动机。
双排气冷星型发动机的研制成功,发动机功率提高到600~820kW。此时,螺旋桨战斗机的飞行速度已超过500km/h,飞行高度达10000m。;二战时战斗机上的活塞式发动机;;P-51 野马 美国,
最大时速788 公里/小时,
“活塞式发动机飞机的速度巅峰”;活塞发动机的局限性;问题的解决;涡轮喷气式发动机;第一架喷气式飞机,德国,He178
(1939.8.27首飞);涡轮喷气发动机;涡轮发动机结构;牛顿力学第三定律;涡轮发动机结构;;喷气发动机的发展;涡喷-5,离心式发动机,装备歼-5、轰-5;涡喷-6,轴流式喷气发动机
装备:歼-6系列;喷气发动机的缺点;涡桨发动机;涡桨发动机原理;运-8 涡桨发动机4台,是我国的中型运输机;新舟60-涡桨发动机;涡桨发动机优点;涡轮轴发动机;涡轮轴发动机;涡轮轴发动机;;直九直升机--2台 “阿赫耶”1C涡轴发动机 ;涡扇发动机的出现;高流量比
涡扇发动机---CFM56;大推重比涡扇发动机-F404;涡扇的发展;一、分开排气涡轮风扇发动机;分开排气涡扇发动机由风扇、外函机匣、外函喷管、压气机、燃烧室、涡轮和内函喷管等主要部件组成。
具有两个气流通道:内通道和外通道。内通道相当于一般的涡轮喷气发动机,外通道则为放置有风扇的环形气流通道。这两个通道称为内函和外函或内路和外路。
涡扇发动机又叫内外函涡喷发动机,或叫双路式涡喷发动机。;;;工作原理;;;推力大
涡扇发动机的燃气在涡轮内的膨胀要多一些,这部分多膨胀所发出的涡轮功恰好通过风扇使外函道的空气能量增加.即燃气的总能量传递给更多的空气。
涡扇发动机所获得的能量用来增压更多的空气,因此,它的推力比涡喷发动机大。; 2.油率低
因燃气在涡轮内的膨胀比增大,其涡轮后燃气温度和压力就比涡喷发动机低,使内函的排气温度和速度比涡喷发动机低,喷管排出机外的热能和动能减小,使发动机耗油率降低,改善了发动机的经济性。
3.噪音小
排气速度降低,排气引起的噪音也就大大降低。
;发展趋势;统计;应用;波音767-使用JT9D发动机(美国普.惠公司);英国罗罗公司生产的RB-211发动机;装RB-211发动机的-波音757;美国通用动力公司的CF6-80
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