发动机燃油消耗率SFC:发动机在单位时间内产生单位功率所消耗的燃油质量
F=9/5t+32;t=5/9(F-32);T=t+273;
pv=RT
音速只与介质温度相关,温度升高,音速升高,压缩性变差
余气系数=实际空气量/理论空气量;余气系数小于1:富油;大于1:贫油
油气比:燃料质量/空气质量(油气比0.0662时余气系数为1)
高热值:计入水蒸气凝结放热;发动机工作热值为低热值
余气系数0.97(CHT最大),放热量最大;余气系数0.8-0.9,火焰传播速度最大,最佳功率余气系数(最佳功率状态);余气系数1.05-1.10(EGT最大),燃油消耗率最小,最佳经济余气系数(最佳经济状态);发动机大转速:0.85;中转速:0.9-1.0;小转速:0.7-0.8
紊流混合气火焰传播速度大于静止混合气;燃料热值越大,火焰传播速度越大
活塞发动机采用奥托循环:绝热压缩、等容加热、绝热膨胀、等容放热;
喷气发动机采用布莱顿循环:绝热压缩、等压加热、绝热膨胀、等压放热;
压缩比越大,热效率越高
完全燃烧1kg燃料需要至少15kg空气
一毫巴为100帕斯卡
1PSI是指磅力/平方英寸
活塞发动机组成:气缸,活塞,连杆,曲轴(曲拐机构),气门机构,机匣,(减速器)
上死点,燃烧室容积;下死点,气缸总容积
一次循环:活塞4个行程,曲轴转2圈,进气活门各开关2次,气体膨胀做功1次,点火1次
进气、排气活门:早开晚关
充填量影响发动机功率:进气压力大,充填量大;大气温度、气体受热程度、流动损失大,充填量小;发动机转速大,充填量先增大再减小
压缩比不能过大,5-9
过贫油:大于1.1:功率小,效率差,CHT低,振动,短促尖锐声,汽化器回火
过富油:小于0.6:积炭,冒黑烟放炮
早燃:CHT温度过高,内部积碳
爆震:不规则金属敲击声,CHT温度急剧升高,周期性冒黑烟,振动,功率小;(过氧化物;进气压力温度过高,CHT温度高,转速增大,提前点火角过大,小转速大进气压力)防止爆震的办法:按规定使用燃料,控制进气温度,小转速控制压力,控制发动机温度,避免积碳。(发生后:前推变距杆,加大发动机转速,后拉油门杆,减小进气压力,加强散热)
余气系数1,辛烷数越大,抗暴性越好;余气系数0.6,级数越大,抗暴性越好
直接喷射燃油调节器:结冰小,分配均匀,精准,经济,寒冷启动好,油门响应快;热机启动困难,炎热气塞
汽化器回火时,立即前推油门,将火焰吸入汽缸
现代活塞发动机装有2个磁电机,每个气缸两个电嘴;磁电机断开时为工作状态
防止液锁:按规定扳转螺旋桨,拆下气缸电嘴和进气管排油
有效浆距:螺旋桨转一圈实际的前进距离;螺旋浆滑流代表由于低效引起的总损失;
翼型拉力:气流流过具有一定翼型的螺旋桨;气动拉力:旋转的螺旋桨对空气做功,压缩空气并向后排出,收到气体向前的反作用力
顺浆:桨叶角最大,顺着气流(发动机失效);回浆:顺浆的反过程
有压气机空气喷气发动机Gas Turbine Engine;涡喷Turbo Jet Engine;涡扇Turbo Fan Engine;涡桨Turboprop Engine;涡轴Turboshaft Engine;进气道Air inlet;压气机Compressor;燃烧室Combustion Chamber;涡轮Turbine(爆震发生器Gas Generator);喷管Nozzle;高涵道比High Bypass Ratio;低涵道比Low Bypass Ratio
C速度在涡轮喷管3-5增大;t温度在0-2增大,2-3燃烧室先增大再减少,3-5减小;p压力在0-2压气机增大,2-5涡轮减小(见p14图)
总压比越大,效率越高
正推力:压气机200%燃烧室20%进气道8%(高涵道比涡扇最大正推力为风扇)
负推力:涡轮110%喷管18%
总压恢复系数高,进气道总压损失小
离心式压气机:离心增压、扩散增压;轴流式压气机:扩散增压:转子在前,静子在后(有些最前面有导流环);混合式压气机:轴流在前,离心在后;
压气机喘振:转速不稳定,振动,排气温度高,推力减小,放炮,熄火(根本原因:气流分离;引起原因:转速过低“前喘后涡”,压气机进口总温过高“前喘后涡”,进气口空气流量骤减“前后级整台都喘振”)防喘措施:中间级放气,调整静子叶片的安装角,三转子结构;处置:柔和收油门,监控EGT温度,顶杆增速降低高度,加强点火,加强引气,实施发动机停车
燃烧室:先燃烧后冷却;火焰桶:划分为两个区域:燃烧区第一股空气25%;冷却区第二股空气75%;燃烧室总体余气系数4,燃烧部分1
旋流器:在燃烧区前形成局部低速区域;回流边界:轴向速度为零的地方;主流区内靠近回流边界的地方,便于形成稳定的火焰前锋;
常用气动式燃油喷嘴,部分双路离心式喷嘴
喷管:中介管(支板,整流锥,外壳)减小涡流,喷口:收敛
高涵道比常用冷气流反推
螺旋桨的桨叶角从桨根到桨尖逐渐减小
推进功率:螺旋桨拉力和飞行速度乘积
反桨是桨叶角变到最小,便于在地面产生负拉力
起飞状态:最小距,最大转速
表示推力:不精准:低压转子N1(风扇)转速;更精准:EPR压力比(涡轮出口总压/压气机进口总压)
发动机慢车状态CO和UHC含量最高;起飞时NOx和炭微粒含量最高
分路排气:内外涵道喷气速度相等;混合排气:内外涵道混合处总压相等;推进效率最高
质量附加原理:参与推力的质量越大,发动机推力越大,推进效率最高
广泛使用热空气防冰;工作时,转速下降,推力减小,增加供油,T3升高,涡轮功率增加,EGT升高,压气机稳定性增强
启动第一阶段:涡轮发出功率;第二阶段:起动机退出工作;第三阶段:发动机稳定在慢车
广泛使用空气起动机
热启动:排气温度过高;悬挂启动:低于慢车不再增加;湿启动:混合气未着火
冷转:排除机内预热和残留的燃油(湿冷转为维护人员使用)
APU离心式压气机
大型涡扇发动机的滑油泵一般都由N2转子驱动