【簡介:】本篇文章給大家談?wù)劇逗娇瞻l(fā)動機控制技術(shù)》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、飛機發(fā)動機的葉片居然是松動的,你知道原理嗎?
2、求飛機發(fā)動機原理——渦輪噴
本篇文章給大家談?wù)劇逗娇瞻l(fā)動機控制技術(shù)》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、飛機發(fā)動機的葉片居然是松動的,你知道原理嗎?
- 2、求飛機發(fā)動機原理——渦輪噴氣發(fā)動機??
- 3、將來想從事研究航空發(fā)動機方面的工作,大學期間需要有哪些積累,什么專業(yè)的知識最重要?謝謝!
- 4、西安空軍工程大學的飛行器動力工程專業(yè)怎么樣???學什么的?就業(yè)前景如何?轉(zhuǎn)業(yè)情況如何???
- 5、飛機發(fā)動機的工作原理及構(gòu)造
- 6、請詳解飛機發(fā)動機原理和工作過程。
飛機發(fā)動機的葉片居然是松動的,你知道原理嗎?
你知道飛機發(fā)動機的葉片轉(zhuǎn)動時為什么總是發(fā)出噠噠噠的響聲嗎?實際上,飛機發(fā)動機里面的葉片本來就是松動的,不過這不是飛機年久失修導致,而是它本身就是這樣設(shè)計的。
第一、葉片的設(shè)計利用了一些特別的結(jié)構(gòu),通過榫頭卡在發(fā)動機的榫槽里,這個和我們古代建造里的榫卯結(jié)構(gòu)有異曲同工之妙。但稍有不同的是,飛機葉片并不是卡的越緊越好,而且特意在榫頭和榫槽之間留有間隙。當風扇轉(zhuǎn)動時,葉片就會稍微滑動,葉片上的凸臺就會發(fā)生碰撞,從而發(fā)出噠噠噠的聲響。
第二、首先,我們假設(shè)這個葉片是完全固定的,當發(fā)動機開始工作,葉片開始轉(zhuǎn)動時,就會產(chǎn)生離心力,每一個葉片在它對面都會有一個對應(yīng)的葉片來平衡離心力,但如果其中的一個葉片被石頭劃了一下,那它的質(zhì)量就損失了一點,它再轉(zhuǎn)動時自然不能和對面的葉片完全保持平衡,這時整個盤面就會產(chǎn)生震動,而長時間震動很容易損壞機械零部件。
第三、為了避免這種情況發(fā)生,工程師們就想出這種榫卯結(jié)構(gòu)的辦法,在榫頭和榫槽之間留有明顯空隙,使葉片可在一定范圍內(nèi)自由滑動。當風扇開始轉(zhuǎn)動產(chǎn)生離心力時,它的榫頭就會在各自的榫槽里稍微往外移動。但每個葉片的榫頭往外移動的量并不都是一致的,一旦有哪個葉片發(fā)生損傷,導致質(zhì)量發(fā)生變化,那它就會多往外移動一點,而與之相對的葉片就會少往外移動一點。如此依舊可以使兩個葉片在轉(zhuǎn)動時保持平衡,從而大大減少發(fā)動機振動的產(chǎn)生。
第四、除了榫卯結(jié)構(gòu),發(fā)動機葉片還有一個設(shè)計也可以減少震動,這是大家常見的S型扭曲葉片,它可以減弱空氣震動帶來的影響。以普通葉片為例,當它以某個速度轉(zhuǎn)動起來時,由于離軸心距離不相同,葉片上不同位置的周向速度就不相同。哪離軸心最遠的夜間和離軸心最近的葉根相比較,夜間轉(zhuǎn)一圈的周長遠大于葉根,但夜間和葉根轉(zhuǎn)一圈的時間是相同的。這就表示夜間的周向速度要遠大于葉根的周向速度,也就是說夜間推出的空氣遠大于葉根推出的空氣,這就代表著夜間受到的空氣壓力遠大于夜受到的壓力,這樣就沒辦法使整個頁面保持平衡,從而帶來明顯震動、巨大噪音、快速升溫等問題。
求飛機發(fā)動機原理——渦輪噴氣發(fā)動機??
渦輪噴氣發(fā)動機的誕生二戰(zhàn)以前,活塞發(fā)動機與螺旋槳的組合已經(jīng)取得了極大的成就,使得人類獲得了挑戰(zhàn)天空的能力。但到了三十年代末,航空技術(shù)的發(fā)展使得這一組合達到了極限。螺旋槳在飛行速度達到800千米/小時的時候,槳尖部分實際上已接近了音速,跨音速流場使得螺旋槳的效率急劇下降,推力不增反減。螺旋槳的迎風面積大,阻力也大,極大阻礙了飛行速度的提高。同時隨著飛行高度提高,大氣稀薄,活塞式發(fā)動機的功率也會減小。這促生了全新的噴氣發(fā)動機推進體系。噴氣發(fā)動機吸入大量的空氣,燃燒后高速噴出,對發(fā)動機產(chǎn)生反作用力,推動飛機向前飛行。早在1913年,法國工程師雷恩·洛蘭就提出了沖壓噴氣發(fā)動機的設(shè)計,并獲得專利。但當時沒有相應(yīng)的助推手段和相應(yīng)材料,噴氣推進只是一個空想。1930年,英國人弗蘭克·惠特爾獲得了燃氣渦輪發(fā)動機專利,這是第一個具有實用性的噴氣發(fā)動機設(shè)計。11年后他設(shè)計的發(fā)動機首次飛行,從而成為了渦輪噴氣發(fā)動機的鼻祖。渦輪噴氣發(fā)動機的原理
渦輪噴氣發(fā)動機簡稱渦噴發(fā)動機,通常由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成。部分軍用發(fā)動機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦噴發(fā)動機屬于熱機,做功原則同樣為:高壓下輸入能量,低壓下釋放能量。工作時,發(fā)動機首先從進氣道吸入空氣。這一過程并不是簡單的開個進氣道即可,由于飛行速度是變化的,而壓氣機對進氣速度有嚴格要求,因而進氣道必需可以將進氣速度控制在合適的范圍。
壓氣機顧名思義,用于提高吸入的空氣的的壓力。壓氣機主要為扇葉形式,葉片轉(zhuǎn)動對氣流做功,使氣流的壓力、溫度升高。隨后高壓氣流進入燃燒室。燃燒室的燃油噴嘴射出油料,與空氣混合后點火,產(chǎn)生高溫高壓燃氣,向后排出。
高溫高壓燃氣向后流過高溫渦輪,部分內(nèi)能在渦輪中膨脹轉(zhuǎn)化為機械能,驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)。由于高溫渦輪同壓氣機裝在同一條軸上,因此也驅(qū)動壓氣機旋轉(zhuǎn),從而反復的壓縮吸入的空氣。
從高溫渦輪中流出的高溫高壓燃氣,在尾噴管中繼續(xù)膨脹,以高速從尾部噴口向后排出。這一速度比氣流進入發(fā)動機的速度大得多,從而產(chǎn)生了對發(fā)動機的反作用推力,驅(qū)使飛機向前飛行。
渦輪噴氣發(fā)動機的優(yōu)缺點
這類發(fā)動機具有加速快、設(shè)計簡便等優(yōu)點,是較早實用化的噴氣發(fā)動機類型。但如果要讓渦噴發(fā)動機提高推力,則必須增加燃氣在渦輪前的溫度和增壓比,這將會使排氣速度增加而損失更多動能,于是產(chǎn)生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此渦噴發(fā)動機油耗大,對于商業(yè)民航機來說是個致命弱點。渦噴發(fā)動機剖視示意圖
將來想從事研究航空發(fā)動機方面的工作,大學期間需要有哪些積累,什么專業(yè)的知識最重要?謝謝!
你好我野是學飛行器動力的,航空發(fā)動機方面知識體系比較復雜,發(fā)動機的整體設(shè)計和構(gòu)造等技術(shù)難度較高,再加上國內(nèi)很多技術(shù)不是很全面因此本科期間的必修課程大多以基礎(chǔ)課程為主,具體可以大四個大的方面
第一部分,力學部分:大學物理——理論力學——材料力學和工程材料之后開始分支
分支
流體力學方向:流體力學——葉片機原理——航空發(fā)動機原理
機械強度方面:機械設(shè)計基礎(chǔ)——彈性力學——航空發(fā)動機構(gòu)造——航空發(fā)動機強度
第二部分,工程熱力學部分:大學物理——工程熱力學——傳熱學一和傳熱學二——航空發(fā)動機燃燒技術(shù)
第三部分工具學科:
(1)高等數(shù)學——數(shù)值分析——線性代數(shù)——概率分析與數(shù)理統(tǒng)計等
(2)計算機應(yīng)用基礎(chǔ)——c++計算機語言——微型計算機等
(3)英語:大學英語1,2,3,4
第四部分電學和自動控制:
電學:大學物理——電工技術(shù)——電子電路技術(shù)
自動化:電子技術(shù)——自動控制理論
以上就是航空發(fā)動機專業(yè)在本科階段所要學習的必修課程。不知道你現(xiàn)在是大幾,你說將來要從事航空發(fā)動機方面的工作那么在大學期間以上所有的必修課程都要熟練掌握。如果你現(xiàn)在是大一大二那么我建議你把高數(shù)和大學物理學好因為在動力工程專業(yè)高數(shù)跟物理所涉及的內(nèi)容是整個大學學習的基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)一定要認真學習,會對你以后相關(guān)方面有很大的幫助,這兩科在我們專業(yè)的重要性高于英語和計算機。
至于分支方面的知識積累,個人建議你學一些C++編程,UG,PROE,matlab等軟件的操作學一學這些對你的畢設(shè)和工作用處都很大。
至于熱力學和自動控制我想你不可以簡單的了解了因為都是你的必修課都很重要。
以上希望對你有幫助
西安空軍工程大學的飛行器動力工程專業(yè)怎么樣???學什么的?就業(yè)前景如何?轉(zhuǎn)業(yè)情況如何???
西安空軍工程大學的飛行器動力工程專業(yè),這個專業(yè)在我們學校綜合評分中比較拔尖的。
1、主要學:
主要學習飛機飛行原理、航空發(fā)動機原理、飛機與發(fā)動機系統(tǒng)控制、結(jié)構(gòu)強度和使用保障技術(shù)等,培養(yǎng)具有大學本科學歷和軍官基本素質(zhì),從事航空機械裝備維修、指揮與管理的高素質(zhì)復合型指揮技術(shù)人才。
2、主要課程:
力學、熱力學、機械學、自動控制原理、電工電子技術(shù)、飛機飛行動力學、飛機流體傳動與控制、航空發(fā)動機原理與控制、飛機與發(fā)動機強度、飛機與發(fā)動機構(gòu)造、航空裝備維修操作技能訓練和保障指揮等。
3、就業(yè)方向:
航空航天類企業(yè):飛行器動力裝置的設(shè)計、研究、生產(chǎn)、實驗、運行維護。機械類企業(yè):熱動力機械的設(shè)計、生產(chǎn)、運維。
4、轉(zhuǎn)專業(yè)情況:
一般是不存在這種情況的,出現(xiàn)轉(zhuǎn)專業(yè)的特殊情況也有。一種是學校方面對該專業(yè)培養(yǎng)進行了調(diào)整,另一種就是你的專業(yè)可能有一些細分方向。
5、考研方向
航空宇航推進理論與工程、航空工程、航空宇航科學與技術(shù)、動力工程及工程熱物理。
6、其他情況:
中國人民解放軍空軍工程大學位于古都西安,簡稱“空工大”。
是在中央軍委、空軍黨委領(lǐng)導下的高等軍事院校,是一所融工、文、管、理、法、軍等學科于一體的綜合性全國重點大學,是全軍重點建設(shè)的五所綜合大學之一和對外開放院校,是軍隊“2110工程”重點建設(shè)院校之一,受空軍和教育部雙重領(lǐng)導,正軍級編制。
參考資料來源:百度百科——中國人民解放軍空軍工程大學
飛機發(fā)動機的工作原理及構(gòu)造
這個鏈接是有圖的,詳情請看連接:
渦輪噴氣發(fā)動機
在第二次世界大戰(zhàn)以前,所有的飛機都采用活塞式發(fā)動機作為飛機的動力,這種發(fā)動機本身并不能產(chǎn)生向前的動力,而是需要驅(qū)動一副螺旋槳,使螺旋槳在空氣中旋轉(zhuǎn),以此推動飛機前進。這種活塞式發(fā)動機+螺旋槳的組合一直是飛機固定的推進模式,很少有人提出過質(zhì)疑。
到了三十年代末,尤其是在二戰(zhàn)中,由于戰(zhàn)爭的需要,飛機的性能得到了迅猛的發(fā)展,飛行速度達到700-800公里每小時,高度達到了10000米以上,但人們突然發(fā)現(xiàn),螺旋槳飛機似乎達到了極限,盡管工程師們將發(fā)動機的功率越提越高,從1000千瓦,到2000千瓦甚至3000千瓦,但飛機的速度仍沒有明顯的提高,發(fā)動機明顯感到“有勁使不上”。
問題就出在螺旋槳上,當飛機的速度達到800公里每小時,由于螺旋槳始終在高速旋轉(zhuǎn),槳尖部分實際上已接近了音速,這種跨音速流場的直接后果就是螺旋槳的效率急劇下降,推力下降,同時,由于螺旋槳的迎風面積較大,帶來的阻力也較大,而且,隨著飛行高度的上升,大氣變稀薄,活塞式發(fā)動機的功率也會急劇下降。這幾個因素合在一起,決定了活塞式發(fā)動機+螺旋槳的推進模式已經(jīng)走到了盡頭,要想進一步提高飛行性能,必須采用全新的推進模式,噴氣發(fā)動機應(yīng)運而生。
噴氣推進的原理大家并不陌生,根據(jù)牛頓第三定律,作用在物體上的力都有大小相等方向相反的反作用力。噴氣發(fā)動機在工作時,從前端吸入大量的空氣,燃燒后高速噴出,在此過程中,發(fā)動機向氣體施加力,使之向后加速,氣體也給發(fā)動機一個反作用力,推動飛機前進。事實上,這一原理很早就被應(yīng)用于實踐中,我們玩過的爆竹,就是依靠尾部噴出火藥氣體的反作用力飛上天空的。
早在1913年,法國工程師雷恩.洛蘭就獲得了一項噴氣發(fā)動機的專利,但這是一種沖壓式噴氣發(fā)動機,在當時的低速下根本無法工作,而且也缺乏所需的高溫耐熱材料。1930年,弗蘭克.惠特爾取得了他使用燃氣渦輪發(fā)動機的第一個專利,但直到11年后,他的發(fā)動機在完成其首次飛行,惠特爾的這種發(fā)動機形成了現(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動機的基礎(chǔ)。
現(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動機的結(jié)構(gòu)由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成,戰(zhàn)斗機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦輪噴氣發(fā)動機仍屬于熱機的一種,就必須遵循熱機的做功原則:在高壓下輸入能量,低壓下釋放能量。因此,從產(chǎn)生輸出能量的原理上講,噴氣式發(fā)動機和活塞式發(fā)動機是相同的,都需要有進氣、加壓、燃燒和排氣這四個階段,不同的是,在活塞式發(fā)動機中這4個階段是分時依次進行的,但在噴氣發(fā)動機中則是連續(xù)進行的,氣體依次流經(jīng)噴氣發(fā)動機的各個部分,就對應(yīng)著活塞式發(fā)動機的四個工作位置。
空氣首先進入的是發(fā)動機的進氣道,當飛機飛行時,可以看作氣流以飛行速度流向發(fā)動機,由于飛機飛行的速度是變化的,而壓氣機適應(yīng)的來流速度是有一定的范圍的,因而進氣道的功能就是通過可調(diào)管道,將來流調(diào)整為合適的速度。在超音速飛行時,在進氣道前和進氣道內(nèi)氣流速度減至亞音速,此時氣流的滯止可使壓力升高十幾倍甚至幾十倍,大大超過壓氣機中的壓力提高倍數(shù),因而產(chǎn)生了單靠速度沖壓,不需壓氣機的沖壓噴氣發(fā)動機。
進氣道后的壓氣機是專門用來提高氣流的壓力的,空氣流過壓氣機時,壓氣機工作葉片對氣流做功,使氣流的壓力,溫度升高。在亞音速時,壓氣機是氣流增壓的主要部件。
從燃燒室流出的高溫高壓燃氣,流過同壓氣機裝在同一條軸上的渦輪。燃氣的部分內(nèi)能在渦輪中膨脹轉(zhuǎn)化為機械能,帶動壓氣機旋轉(zhuǎn),在渦輪噴氣發(fā)動機中,氣流在渦輪中膨脹所做的功正好等于壓氣機壓縮空氣所消耗的功以及傳動附件克服摩擦所需的功。經(jīng)過燃燒后,渦輪前的燃氣能量大大增加,因而在渦輪中的膨脹比遠小于壓氣機中的壓縮比,渦輪出口處的壓力和溫度都比壓氣機進口高很多,發(fā)動機的推力就是這一部分燃氣的能量而來的。
從渦輪中流出的高溫高壓燃氣,在尾噴管中繼續(xù)膨脹,以高速沿發(fā)動機軸向從噴口向后排出。這一速度比氣流進入發(fā)動機的速度大得多,使發(fā)動機獲得了反作用的推力。
一般來講,當氣流從燃燒室出來時的溫度越高,輸入的能量就越大,發(fā)動機的推力也就越大。但是,由于渦輪材料等的限制,目前只能達到1650K左右,現(xiàn)代戰(zhàn)斗機有時需要短時間增加推力,就在渦輪后再加上一個加力燃燒室噴入燃油,讓未充分燃燒的燃氣與噴入的燃油混合再次燃燒,由于加力燃燒室內(nèi)無旋轉(zhuǎn)部件,溫度可達2000K,可使發(fā)動機的推力增加至1.5倍左右。其缺點就是油耗急劇加大,同時過高的溫度也影響發(fā)動機的壽命,因此發(fā)動機開加力一般是有時限的,低空不過十幾秒,多用于起飛或戰(zhàn)斗時,在高空則可開較長的時間。
隨著航空燃氣渦輪技術(shù)的進步,人們在渦輪噴氣發(fā)動機的基礎(chǔ)上,又發(fā)展了多種噴氣發(fā)動機,如根據(jù)增壓技術(shù)的不同,有沖壓發(fā)動機和脈動發(fā)動機;根據(jù)能量輸出的不同,有渦輪風扇發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機、渦輪軸發(fā)動機和螺槳風扇發(fā)動機等。
噴氣發(fā)動機盡管在低速時油耗要大于活塞式發(fā)動機,但其優(yōu)異的高速性能使其迅速取代了后者,成為航空發(fā)動機的主流。
請詳解飛機發(fā)動機原理和工作過程。
二戰(zhàn)后,隨著時間推移、技術(shù)更新,渦輪噴氣發(fā)動機顯得不足以滿足新型飛機的動力需求。尤其是二戰(zhàn)后快速發(fā)展的亞音速民航飛機和大型運輸機,飛行速度要求達到高亞音速即可,耗油量要小,因此發(fā)動機效率要很高。渦輪噴氣發(fā)動機的效率已經(jīng)無法滿足這種需求,使得上述機種的航程縮短。因此一段時期內(nèi)出現(xiàn)了較多的使用渦輪螺旋槳發(fā)動機的大型飛機。
實際上早在30年代起,帶有外涵道的噴氣發(fā)動機已經(jīng)出現(xiàn)了一些粗糙的早期設(shè)計。40和50年代,早期渦扇發(fā)動機開始了試驗。但由于對風扇葉片設(shè)計制造的要求非常高。因此直到60年代,人們才得以制造出符合渦扇發(fā)動機要求的風扇葉片,從而揭開了渦扇發(fā)動機實用化的階段。
50年代,美國的NACA(即NASA美國航空航天管理局的前身)對渦扇發(fā)動機進行了非常重要的科研工作。55到56年研究成果轉(zhuǎn)由通用電氣公司(GE)繼續(xù)深入發(fā)展。GE在1957年成功推出了CJ805-23型渦扇發(fā)動機,立即打破了超音速噴氣發(fā)動機的大量紀錄。但最早的實用化的渦扇發(fā)動機則是普拉特·惠特尼(PrattWhitney)公司的JT3D渦扇發(fā)動機。實際上普·惠公司啟動渦扇研制項目要比GE晚,他們是在探聽到GE在研制CJ805的機密后,匆忙加緊工作,搶先推出了了實用的JT3D。
1960年,羅爾斯·羅伊斯公司的“康威”(Conway)渦扇發(fā)動機開始被波音707大型遠程噴氣客機采用,成為第一種被民航客機使用的渦扇發(fā)動機。60年代洛克西德“三星”客機和波音747“珍寶”客機采用了羅·羅公司的RB211-22B大型渦扇發(fā)動機,標志著渦扇發(fā)動機的全面成熟。此后渦輪噴氣發(fā)動機迅速的被西方民用航空工業(yè)拋棄。
波音707的軍用型號之一,KC-135加油機。不加力式渦扇發(fā)動機實際上較為容易辨認,其外部有一直徑很大的風扇外殼。
渦輪風扇噴氣發(fā)動機的原理
渦槳發(fā)動機的推力有限,同時影響飛機提高飛行速度。因此必需提高噴氣發(fā)動機的效率。發(fā)動機的效率包括熱效率和推進效率兩個部分。提高燃氣在渦輪前的溫度和壓氣機的增壓比,就可以提高熱效率。因為高溫、高密度的氣體包含的能量要大。但是,在飛行速度不變的條件下,提高渦輪前溫度,自然會使排氣速度加大。而流速快的氣體在排出時動能損失大。因此,片面的加大熱功率,即加大渦輪前溫度,會導致推進效率的下降。要全面提高發(fā)動機效率,必需解決熱效率和推進效率這一對矛盾。
渦輪風扇發(fā)動機的妙處,就在于既提高渦輪前溫度,又不增加排氣速度。渦扇發(fā)動機的結(jié)構(gòu),實際上就是渦輪噴氣發(fā)動機的前方再增加了幾級渦輪,這些渦輪帶動一定數(shù)量的風扇。風扇吸入的氣流一部分如普通噴氣發(fā)動機一樣,送進壓氣機(術(shù)語稱“內(nèi)涵道”),另一部分則直接從渦噴發(fā)動機殼外圍向外排出(“外涵道”)。因此,渦扇發(fā)動機的燃氣能量被分派到了風扇和燃燒室分別產(chǎn)生的兩種排氣氣流上。這時,為提高熱效率而提高渦輪前溫度,可以通過適當?shù)臏u輪結(jié)構(gòu)和增大風扇直徑,使更多的燃氣能量經(jīng)風扇傳遞到外涵道,從而避免大幅增加排氣速度。這樣,熱效率和推進效率取得了平衡,發(fā)動機的效率得到極大提高。效率高就意味著油耗低,飛機航程變得更遠。
渦輪風扇噴氣發(fā)動機的優(yōu)缺點
如前所述,渦扇發(fā)動機效率高,油耗低,飛機的航程就遠。
但渦扇發(fā)動機技術(shù)復雜,尤其是如何將風扇吸入的氣流正確的分配給外涵道和內(nèi)涵道,是極大的技術(shù)難題。因此只有少數(shù)國家能研制出渦輪風扇發(fā)動機,中國至今未有批量實用化的國產(chǎn)渦扇發(fā)動機。渦扇發(fā)動機價格相對高昂,不適于要求價格低廉的航空器使用。
關(guān)于《航空發(fā)動機控制技術(shù)》的介紹到此就結(jié)束了。