发动机原第五章.ppt

发动机性能及主要参数在短时间内发生显著变化的过程为过渡过程 发动机性能及主要参数为时间的函数 典型过渡过程 起动/停车 加速/减速 接通/切断加力 发动机过渡工作过程 1. 加速过程 油门位置快速变化 慢车状态 ? 最大状态 巡航状态 ? 最大状态 转速迅速增加的过程 加速性 反映推力迅速增加的能力 用完成加速过程所需时间表示加速性 加速时间越短，加速性越好 转子动力学方程 ?NT — 剩余功率 dn/dt 0 , ? NT 0 增加涡轮功?提高剩余功率 提高涡轮前温度，但受到： 材料耐热限制（高n范围） 压气机喘振限制（中低n范围） 富油熄火限制（高空低速飞行） 提高膨胀比 调节A8 影响加速性的因素 转动惯量 慢车转速 剩余功率 2. 减速过程 减少对燃烧室供油，降低涡轮进口温度，使涡轮功率小于压气机消耗功率，可完成减速过程 对于单轴涡喷发动机减速过程只受燃烧室贫油熄火限制 油门位置快速变化 最大状态 ?慢车状态 最大状态 ?巡航状态 转速迅速降低、推力迅速减小的过程 加、减速过程参数变化 1－稳态共同工作线 2－加速线 3－减速线 剩余功率随转速的变化 为什么这样变化？有什么问题？ 单轴涡喷加速和减速过程线 1－稳态共同工作线 2－加速线 3－减速线 转速、推力 ~ 加速时间 双轴发动机低压和高压转子加、减速线 1－稳态共同工作线 2－加速线 3－减速线 低压转子 高压转子 转差的变化 加速时，S加S稳 减速时，S减S稳 通常 高压转子慢车转速较高（～70%） 特别是涡扇发动机高压转动惯量较小 因此高压转子加/减速均较快 导致低压加减速线与高压不同 双轴涡喷和涡扇发动机减速受低压压气机或风扇喘振的限制 为什么曲线这样变化？ 典型现代民用发动机加速过程 典型现代民用发动机加速过程 3. 起动过程 地面起动 0转速到慢车状态 必须靠外动力源 分三个阶段 I 起动机带转，NT＝0 II 起动机和涡轮共同带转 III 涡轮单独带转，Nst＝0 n1 – 点火转速 n’ – 最小平衡转速 n2 – 起动机脱开转速 起动过程线 1－冷运转 2－喷油点火 3－Tt4受压气机喘振限制 4－ Tt4受涡轮强度限制 5－慢车状态 6－稳定状态 空中起动 不需要起动机带转 发动机转子在来流的吹动作用下，高速旋转，处于自转状态 时n n’ , 也称为风车状态。 喷油点火后涡轮输出功率足以带转压气机 空中再起动特点 在允许范围内点火起动 正确调配燃烧室供油量 总 结 发动机典型工作状态 三个特性（转速、速度、高度）的定义、曲线及性能变化的主要原因 发动机节流过程中防喘措施及其对发动机性能的影响 涡喷发动机特性特点及适用范围 涡扇发动机特性特点及适用范围 涡轴涡桨发动机特性特点及适用范围 大气条件对发动机性能的影响、台架性能换算 提高发动机加速性的措施及其限制 爱生活、爱学习、爱劳动、爱发动机 复燃加力涡扇发动机速度特性（设计涵道比1） 内外涵两股气流在涡轮后的混合器掺混而后进入加力燃烧室，点火复燃, 提高排气速度增加推力。因为混合器出口温度较涡喷发动机低，含氧量较涡喷发动机高，因此加力比更大 高速下两种状态耗油率相当？ 与涡喷发动机相比较： 加力比更大，有利于提高飞机机动性 亚音速飞行条件下不加力耗油率较低，有利于增加作战半径 小涵道比设计的复燃加力涡扇发动机适用于超音速战斗机 二、复燃加力涡扇发动机速度特性 图有问题需修改 第三节 高度特性 定义： 在给定发动机油门杆、控制规律、飞行Ma0条件下，发动机推力，耗油率随飞行高度的变化关系称为高度特性 高度变化引起大气压力、气温以及密度发生变化?发动机进口参数变化 11公里以下，随高度增加，三者均下降，且气压和密度下降更快 11公里以上气温基本不变，但气压和密度仍随高度增加而迅速下降 特性线变化原因分析 假定采用控制规律 n = nd， Tt4 = Tt4d 随高度增加大气条件的变化 高度增加，大气压力和密度下降，成为决定Wa变化的决定性因素：空气流量显著减小 推力? 决定了飞机的升限 H ? 11km： 随高度增加，气温降低，发动机共同工作点沿工作线上移，增压比增加，排气速度增加，单位推力增加 耗油率? H?11km，特别是高亚音速或超音速飞行时： 随高度增加，气温不变，发动机共同工作点不再移动，单位推力不变 耗油率基本不变 H≈11km耗油率最低 典型高度特性 F = Wa?Fs sfc= 3600 f / Fs 飞机巡航高度通常为11公里上下 涡扇发动机高度特性的变化规律与涡喷发动机相同，即： 推力随高度增加而下