發(fā)動機(jī)原理第二章3節(jié)

第二章

發(fā)動機(jī)部件工作原理第二章

發(fā)動機(jī)部件工作原理第一節(jié)氣動熱力基礎(chǔ)第二節(jié)

進(jìn)氣道第三節(jié)

尾噴管第四節(jié)

壓氣機(jī)第五節(jié)

渦輪第六節(jié)

燃燒室2023年2月1日2第三節(jié)尾噴管一、功能/設(shè)計要求1、功能燃?xì)馀蛎浖铀?，氣流高速排出，產(chǎn)生反作用推力；調(diào)節(jié)噴管臨界截面積改變發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)；推力換向。2023年2月1日3一、功能/設(shè)計要求2、設(shè)計要求流動損失小盡可能完全膨脹排氣方向盡可能沿所希望的方向根據(jù)需要，截面積幾何尺寸可調(diào)噪音低2023年2月1日4一、功能/設(shè)計要求3、分類純收斂型2023年2月1日5一、功能/設(shè)計要求3、分類收斂-擴(kuò)張型2023年2月1日6二、工作原理排氣速度絕能流動

假設(shè)在噴管出口達(dá)到完全膨脹2023年2月1日7二、工作原理排氣速度總壓恢復(fù)系數(shù)

膨脹比2023年2月1日8三、純收斂型噴管1、結(jié)構(gòu)形式固定的收斂噴管可變出口截面的收斂噴管2023年2月1日9三、純收斂型噴管2、工作狀態(tài)臨界2023年2月1日10三、純收斂型噴管2、工作狀態(tài)亞臨界超臨界：2023年2月1日11三、純收斂型噴管2、工作狀態(tài)亞臨界及臨界的推力公式超臨界的推力公式2023年2月1日12三、純收斂型噴管3、推力損失出口氣流速度最高只能達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲?，?dāng)時，噴管處于超臨界狀態(tài)。2023年2月1日13三、純收斂型噴管3、推力損失尾噴口實際排氣速度：完全膨脹時排氣速度：這將造成推力損失2023年2月1日14三、純收斂型噴管3、推力損失推力公式推力損失系數(shù)2023年2月1日15三、純收斂型噴管4、示例某發(fā)動機(jī)采用純收斂型噴管，進(jìn)口空氣流量100kg/s，飛行速度500m/s，環(huán)境壓力100000Pa，噴管內(nèi)總壓580000Pa，總溫1000K。（忽略發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣的流量差異，忽略流動損失）（1）判斷噴管工作狀態(tài)（2）計算尾噴管出口靜壓（3）計算尾噴管排氣速度（4）計算發(fā)動機(jī)推力（5）若改進(jìn)尾噴管，使氣體能夠完全膨脹，那么發(fā)動機(jī)推力將提高多少？2023年2月1日16三、純收斂型噴管4、示例（1）判斷噴管工作狀態(tài)（2）計算尾噴管出口靜壓2023年2月1日17三、純收斂型噴管4、示例（3）計算尾噴管排氣速度2023年2月1日18三、純收斂型噴管4、示例（4）計算發(fā)動機(jī)推力2023年2月1日19三、純收斂型噴管4、示例（5）若改進(jìn)尾噴管，使氣體能夠完全膨脹，那么發(fā)動機(jī)推力將提高多少？2023年2月1日20三、純收斂型噴管4、示例氣體流速、馬赫數(shù)與通道截面積的關(guān)系：2023年2月1日21為使達(dá)到音速的氣流繼續(xù)膨脹，必須用擴(kuò)張通道四、收斂-擴(kuò)張型噴管1、結(jié)構(gòu)形式固定的收斂-擴(kuò)張噴管可調(diào)的收斂-擴(kuò)張噴管帶中心體的噴管引射噴管2023年2月1日22四、收斂-擴(kuò)張型噴管2、固定的收斂-擴(kuò)張噴管2023年2月1日23定值四、收斂-擴(kuò)張型噴管2、固定的收斂-擴(kuò)張噴管2023年2月1日24四、收斂-擴(kuò)張型噴管2、固定的收斂-擴(kuò)張噴管2023年2月1日25當(dāng)噴管為固定的面積比A8/A9時，只對應(yīng)某一個特定的狀態(tài)，可以使氣流在噴管出口達(dá)到完全膨脹，偏離此狀態(tài)，都會造成推力損失。四、收斂-擴(kuò)張型噴管3、可調(diào)的收斂-擴(kuò)張噴管隨飛行狀態(tài)變化，由電機(jī)帶動作動筒拉動拉桿，改變噴管臨界截面積、出口截面積，使氣流盡可能在出口處達(dá)到完全膨脹。2023年2月1日26四、收斂-擴(kuò)張型噴管4、帶中心體的噴管由中心體和外殼組成外殼出口處形成噴管

臨界截面氣流繞外殼唇口產(chǎn)生

膨脹波，膨脹加速沿軸向移動中心體

實現(xiàn)臨界截面調(diào)節(jié)2023年2月1日27四、收斂-擴(kuò)張型噴管5、引射噴管由一個純收斂噴管和一個同心的外套筒組成。收斂噴管排出發(fā)動機(jī)高壓燃?xì)?，引射外套筒的二股氣流；主氣流在周圍亞音氣流中膨脹，形成“流體”壁面擴(kuò)張段，主氣流繼續(xù)加速，高速排出。形成的“流體”壁面可以隨主氣流壓力變化自動調(diào)節(jié)。2023年2月1日28五、其它噴管1、垂直/短距起降噴管2023年2月1日29五、其它噴管2、推力矢量噴管2023年2月1日30五、其它噴管3、反推噴管2023年2月1日31小結(jié)2023年2月1日32進(jìn)氣道尾噴口減速增壓（高速飛行時）增速減壓亞音速進(jìn)氣道為擴(kuò)張型低Ma飛機(jī)發(fā)動機(jī)噴口為收縮型超音速進(jìn)氣道：超音->亞音收擴(kuò)型尾噴口：亞音->超音逆壓力梯度（靜壓增加）順壓力梯度（靜壓下降）飛行速度越快，沖壓比越大可用膨脹比越高，排氣速度越大飛行速度越快，滯止溫度越高排氣總溫越高，排氣速度越大調(diào)節(jié)臨界面積可改善起動性能調(diào)節(jié)臨界面積可改變發(fā)動機(jī)狀態(tài)調(diào)節(jié)噴管臨界面積2023年2月1日33推力換向2023年2月1日34固定的收斂噴管2023年2月1