航空发动机

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 07:39:58
我对液体火箭发动机还算是了解一点的,前几天讨论火箭发动机和航空发动机时发现自己对航空发动机的了解只停留在中学物理上,找了一些科普资料,基本上也不超过中学物理阶段,现在诚求关于涡扇、涡喷发动机的科普资料,最好是带科普性质的教科书类科普资料。

比如压缩比代表什么?为什么越大越好?
比如涡轮前温度代表什么?为什么越大越好?

比如F110和F119在其最大推力时,喷管喷出的气体速度是多少?我对液体火箭发动机还算是了解一点的,前几天讨论火箭发动机和航空发动机时发现自己对航空发动机的了解只停留在中学物理上,找了一些科普资料,基本上也不超过中学物理阶段,现在诚求关于涡扇、涡喷发动机的科普资料,最好是带科普性质的教科书类科普资料。

比如压缩比代表什么?为什么越大越好?
比如涡轮前温度代表什么?为什么越大越好?

比如F110和F119在其最大推力时,喷管喷出的气体速度是多少?
https://item.taobao.com/item.htm ... p;abbucket=9#detail

或者
http://vdisk.weibo.com/s/DTyL4?s ... om&retcode=6102
HhJjKcScS 发表于 2016-6-15 15:39
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.115.vE9Bq2&id=532906679996&ns=1&abbucket=9#detail

...
谢谢,   


要系统了解得从燃气涡轮发动机的热力循环和压气机、涡轮的基元级速度三角形开始了。找一本大学教材最靠谱,如果看杂志科普文什么的只会最后闹得自己以为都懂,其实都是一知半解,好多概念还是错误的,论坛上这类人不少。

上面仁兄提供的教材是偏重民机的,搜了一下,TB上居然还有这个教材(KJ院校相关专业必修课),你可以看看。https://detail.tmall.com/item.ht ... e27b&abbucket=3

要系统了解得从燃气涡轮发动机的热力循环和压气机、涡轮的基元级速度三角形开始了。找一本大学教材最靠谱,如果看杂志科普文什么的只会最后闹得自己以为都懂,其实都是一知半解,好多概念还是错误的,论坛上这类人不少。

上面仁兄提供的教材是偏重民机的,搜了一下,TB上居然还有这个教材(KJ院校相关专业必修课),你可以看看。https://detail.tmall.com/item.ht ... e27b&abbucket=3
   在其他条件相同的情况下,压缩比和涡前温度提高意味着推力增加,油耗下降。压缩比和涡前温度提高是大趋势,但具体到某一型号的发动机上必须考虑裕度和材料承受能力,不能一味提高总压比和涡前温度。
涡喷?见过高压锅气嘴喷气吗?那个就是涡喷。
涡扇,就是在高压锅上开口子加个大功率风扇,继续往外喷气。
要系统了解得从燃气涡轮发动机的热力循环和压气机、涡轮的基元级速度三角形开始了。找一本大学教材最靠谱, ...
哪用那么复杂?看我六楼的,最是适合小白。
漆室葵忧 发表于 2016-6-15 16:20
在其他条件相同的情况下,压缩比和涡前温度提高意味着推力增加,油耗下降。压缩比和涡前温度提高是大趋 ...
为什么压缩比和涡前温度提高意味着推力增加,油耗下降?
我想弄清内在的原理。
wuxiangming 发表于 2016-6-15 16:24
哪用那么复杂?看我六楼的,最是适合小白。
哥们,我必须要说,我想了解的比中学物理书介绍的深入一点的。
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 16:48
为什么压缩比和涡前温度提高意味着推力增加,油耗下降?
我想弄清内在的原理。
      可以简单理解为燃料在高温高压下汽化或者雾化更完全,颗粒更细密,与空气混合更充分,燃烧效率更高。增压内燃机、增压锅炉也是为了达到同样的效果。
acrux527 发表于 2016-6-15 16:13
要系统了解得从燃气涡轮发动机的热力循环和压气机、涡轮的基元级速度三角形开始了。找一本大学教材最靠谱, ...
谢谢你的推荐。
请教一个燃烧室气体压强的问题,我看有介绍说燃烧室前部(接着压气机的部分)的压强比燃烧室后部(接着涡轮的部分)的压强小,那么燃烧室的膨胀气体为什么不会进入压气机?

瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 16:48
为什么压缩比和涡前温度提高意味着推力增加,油耗下降?
我想弄清内在的原理。


压力越大,释放出来的动力也就越大,高压锅阀门喷出来也就更强劲。。涡前温度增加,就意味着热能越大,释放出来的能量也就越大。还是高压锅的例子,你给高压锅加大火,看看阀门喷出的气流是不是越强劲?
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 16:48
为什么压缩比和涡前温度提高意味着推力增加,油耗下降?
我想弄清内在的原理。


压力越大,释放出来的动力也就越大,高压锅阀门喷出来也就更强劲。。涡前温度增加,就意味着热能越大,释放出来的能量也就越大。还是高压锅的例子,你给高压锅加大火,看看阀门喷出的气流是不是越强劲?
漆室葵忧 发表于 2016-6-15 16:54
可以简单理解为燃料在高温高压下汽化或者雾化更完全,颗粒更细密,与空气混合更充分,燃烧效率更高 ...
能从在燃烧室的气体膨胀给解释一下吗?
空气预热膨胀。含热量越多,膨胀就越大。高压锅一定要有安全阀放气,没有的话,就等着炸锅吧。就是这个原理。

瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 17:03
谢谢你的推荐。
请教一个燃烧室气体压强的问题,我看有介绍说燃烧室前部(接着压气机的部分)的压强比燃 ...


   气流倒流会引发喘振,必须设法避免。
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 17:03
谢谢你的推荐。
请教一个燃烧室气体压强的问题,我看有介绍说燃烧室前部(接着压气机的部分)的压强比燃 ...


   气流倒流会引发喘振,必须设法避免。
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 17:03
谢谢你的推荐。
请教一个燃烧室气体压强的问题,我看有介绍说燃烧室前部(接着压气机的部分)的压强比燃 ...
没听说过这个说法。在理想热力循环中燃烧室中气体是等压加热的。然而实际循环“在燃烧室中由于流动阻力和加热阻力的存在,使加热过程伴随有气流总压的降低( p t4 < p t3 )。”引号中是上面那位仁兄推荐给你的教材PDF文件中的原话(131页,4. 3 燃气涡轮发动机的实际循环),Pt3是燃烧室进口总压,Pt4是涡轮进口总压。
不过这个教材居然没有讲压气机、燃烧室和涡轮的工作原理和特性,上来就讲共同工作线、共同工作特性,怕是不好看明白。还是我推荐给你的教材比较清楚些。
膨胀气流倒流会引发喘振,必须设法避免。
请问以前八股里提到的ws10喘振问题是否就是指这个?
具体喷管的流速\流量\静压\动压\温度\对应的转速和喷口面积人家会告诉你吗?
acrux527 发表于 2016-6-15 17:28
没听说过这个说法。在理想热力循环中燃烧室中气体是等压加热的。然而实际循环“在燃烧室中由于流动阻力和 ...
果然是我看到的那句话是错的。
漆室葵忧 发表于 2016-6-15 16:20
在其他条件相同的情况下,压缩比和涡前温度提高意味着推力增加,油耗下降。压缩比和涡前温度提高是大趋 ...
核心机高压缩比,提高温度,材料承受能力也是一方面,关键是降温怎么做,增加外涵道?
未知视界 发表于 2016-6-15 17:43
具体喷管的流速\流量\静压\动压\温度\对应的转速和喷口面积人家会告诉你吗?
不求具体型号的参数,只想搞清楚原理。
抗中主力认怂党 发表于 2016-6-15 17:35
请问以前八股里提到的ws10喘振问题是否就是指这个?

喘振的内部原因:
       当气体流量减少到一定程度时,压缩机内部气流的流动方向与叶片的安装方向发生严重偏离,使进口气流角与叶片进口安装角产生较大的正冲角,从而造成叶道内叶片凸面气流的严重脱离。此外,对于离心式压缩机的叶轮而言,由于轴向涡流等的存在和影响,更极易造成叶道里的速度不均匀,上述气流脱离现象进一步加剧。气流脱离现象严重时,叶道中气体滞流,压力突然下降,引起叶道后面的高压气流倒灌,以弥补流量的不足和缓解气流脱离现象,并可使之暂恢复正常。但是,当将倒灌进来的气体压出时,由于流量缺少补给,随后再次重复上述现象。这样,气流脱离和气流倒灌现象周而复始地进行,使压缩机产生一种低频高振幅的压力脉动,机器也强烈振动,并发出强烈的噪声,管网有周期性振荡振幅大频率低并伴有周期性吼叫声,压缩机振动强烈机壳轴承均有强烈振动并发出强烈的周期性的气流声,由于振动强烈轴承液体润滑条件会遭到破坏,轴瓦会烧坏转子与定子会产生摩擦碰撞密封元件将严重破坏。
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 17:44
果然是我看到的那句话是错的。
所以说很多靠科普文,杂志等等学出来的高手很多是一知半解。即使是教材里的也存在在某一特定的时间段或条件下是对的,一段时间后随着技术和理念的发展就是错的这种情况。
acrux527 发表于 2016-6-15 18:19
所以说很多靠科普文,杂志等等学出来的高手很多是一知半解。即使是教材里的也存在在某一特定的时间段或条 ...
根据推力公式来说,推力的主要来源还是表现在一定质量的喷射气体的速度上,那一般的如AL-31或者F110在最大推力时(非加力状态),喷射气体的速度一般是多少?
我看有人根据核心机的流量,能大约估算推力的,应该就是根据喷射气体的速套推力公式吧?


我给楼主解释下吧,首先窝扇就是窝喷加了个外涵道和风扇,风扇是由涡轮驱动,并且速度也可以调整
那窝喷是啥呢
进气口-压气机-燃烧室-涡轮-喷口
窝扇就是加了个外涵道风扇
窝浆就是没有外涵道但是有风扇

压气机是减速增压,涡轮是增速减压 
压气机是主动的,涡轮是被动的
压气机分为轴流式和离心式,

一般讲漏斗形或者反漏斗形会改变气压

在可以压缩的情况下,比如管道内或者超音速,大口到小口是减速增压
反之小口到大口是增速减压,(比如压气机就是减速增压-涡轮就是增速减压)
在几乎不可压缩的情况下,比如水流,大口到小口就是增速减压
反之小口到大口是减速增压,(亚音速下喷口缩小面积就是加速减压,因为出来后气体静压只可能大于外界近似不可压缩,只可能膨胀,所以是加速减压,但是值得指出的是这里的压是总压,但是最直接作用应该是喷口动压,准确地讲动压和速度才构成动能,实际亚音速状态下应该是收拢喷口面积减小-加速-减总压-静压减小-动能增加,静压减小防止火焰过分膨胀,静压相同最好
因为超音速的时候气流会明显压缩,所以超音速的时候即使不是密闭的管状结构也会出现压缩,所以适用于前者,同样超音速状态下,要适当收缩进气口面积,一方面是减少进气量,一方面就是减速增压,刚开始进来的时候是增速减压的,但是到后来由于风扇等的影响,气流的堆积速度降下来了所以最终还是减速增压

我给楼主解释下吧,首先窝扇就是窝喷加了个外涵道和风扇,风扇是由涡轮驱动,并且速度也可以调整
那窝喷是啥呢
进气口-压气机-燃烧室-涡轮-喷口
窝扇就是加了个外涵道风扇
窝浆就是没有外涵道但是有风扇

压气机是减速增压,涡轮是增速减压 
压气机是主动的,涡轮是被动的
压气机分为轴流式和离心式,

一般讲漏斗形或者反漏斗形会改变气压

在可以压缩的情况下,比如管道内或者超音速,大口到小口是减速增压
反之小口到大口是增速减压,(比如压气机就是减速增压-涡轮就是增速减压)
在几乎不可压缩的情况下,比如水流,大口到小口就是增速减压
反之小口到大口是减速增压,(亚音速下喷口缩小面积就是加速减压,因为出来后气体静压只可能大于外界近似不可压缩,只可能膨胀,所以是加速减压,但是值得指出的是这里的压是总压,但是最直接作用应该是喷口动压,准确地讲动压和速度才构成动能,实际亚音速状态下应该是收拢喷口面积减小-加速-减总压-静压减小-动能增加,静压减小防止火焰过分膨胀,静压相同最好
因为超音速的时候气流会明显压缩,所以超音速的时候即使不是密闭的管状结构也会出现压缩,所以适用于前者,同样超音速状态下,要适当收缩进气口面积,一方面是减少进气量,一方面就是减速增压,刚开始进来的时候是增速减压的,但是到后来由于风扇等的影响,气流的堆积速度降下来了所以最终还是减速增压
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 19:13
根据推力公式来说,推力的主要来源还是表现在一定质量的喷射气体的速度上,那一般的如AL-31或者F110在最 ...
除了进气流量,喷气速度跟燃烧室温度,燃烧室流量(内涵气流并不都经过燃烧室),涵道比,涡轮落压比,喷管几何形状,排气温度等等等等都有关系,这个只有设计单位知道细节吧。光知道核心机流量,不知道涵道比、总增压比、涡轮前温度也没法大至估算推力啊。除非是技术水平差不多的同一代发动机,已知其中一款的推力,估算其它的。
推荐我老板的书吧,航发火发都有,《Powered Flight-The Engineering of Aerospace Propulsion》-David R. Greatrix。
Jack D. Mattingly的《Elements of  Gas Turbine Propulsion》这本书也不错,很多学校Aerospace航发课程的教材都是这个,此人也有关于火发的书。
[院士专家科普系列]航空发动机:飞机的心脏[编]刘大响、陈光等_PDG_11408265.uvz
http://www.verycd.com/topics/2725742/
国内比较好的一本科普
无影侠SUPER 发表于 2016-6-15 20:01
推荐我老板的书吧,航发火发都有,《Powered Flight-The Engineering of Aerospace Propulsion》-David R.  ...
没找到中文版的,以我的英语水平看专业的书恐怕不行。
谢谢。
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 20:22
没找到中文版的,以我的英语水平看专业的书恐怕不行。
谢谢。
中文版的……大约等我快毕业了和老板聊聊授权然后翻译
cqduoluo 发表于 2016-6-15 20:17
[院士专家科普系列]航空发动机:飞机的心脏[编]刘大响、陈光等_PDG_11408265.uvz
http://www.verycd.com/t ...
好的,谢谢推荐。
acrux527 发表于 2016-6-15 19:41
除了进气流量,喷气速度跟燃烧室温度,燃烧室流量(内涵气流并不都经过燃烧室),涵道比,涡轮落压比,喷 ...
那么,AL-31或者F110或F119最大推力时(非加力状态),喷射速度大约是多少?
火箭发动机里用煤油做燃料,氧化剂是液氧的话,在海平面最高能达到3100m/s左右。
无影侠SUPER 发表于 2016-6-15 20:24
中文版的……大约等我快毕业了和老板聊聊授权然后翻译
呃,好吧。   
acrux527 发表于 2016-6-15 16:13
要系统了解得从燃气涡轮发动机的热力循环和压气机、涡轮的基元级速度三角形开始了。找一本大学教材最靠谱, ...
上面那第二个链接首页写的是原国防科工委的重点图书,真的“偏重民机”么?
无影侠SUPER 发表于 2016-6-15 20:01
推荐我老板的书吧,航发火发都有,《Powered Flight-The Engineering of Aerospace Propulsion》-David R.  ...
以土鳖的英文教育,直接看得懂这些教材的军迷占比几何?
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 20:29
那么,AL-31或者F110或F119最大推力时(非加力状态),喷射速度大约是多少?
火箭发动机里用煤油做燃料 ...

兄弟,你没必要弄得清楚那么多,简单说就是燃烧带动涡轮带动压气机,压气机进气压气接着继续高效燃烧,喷口和进气口调节至合适状态,以保证整体效率高,
未知视界 发表于 2016-6-15 20:43
兄弟,你没必要弄得清楚那么多,简单说就是燃烧带动涡轮带动压气机,压气机进气压气接着继续高效燃烧, ...
这些中学物理都教过,我想了解更深一点。
wuxiangming 发表于 2016-6-15 16:22
涡喷?见过高压锅气嘴喷气吗?那个就是涡喷。
涡扇,就是在高压锅上开口子加个大功率风扇,继续往外喷气。
风扇是吸气的还是排气的?
上面那第二个链接首页写的是原国防科工委的重点图书,真的“偏重民机”么?
你看他举的实例啊。
那么,AL-31或者F110或F119最大推力时(非加力状态),喷射速度大约是多少?
火箭发动机里用煤油做燃料 ...
这个不知道