1、上海民航职业技术学院毕业论文飞机发动机系统专 业： 飞机结构修理 班 级： XXXXXXXX 学 号： XXXXXXX 姓 名： XXXXX 完成日期： XXXXXX 指导教师: XXXXXX I摘要飞机发动机，为飞机提供飞行时所需动力，用来产生拉力或推力，使飞机前进。其次还可以为飞机上的用电设备提供电力，为空调设备等用气设备提供气源。作为飞机的心脏，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性 。飞机发动机这里说的是民用飞机的，一般分为三种 ：活塞式航空发动机，燃气涡轮发动机，冲压发动机。 飞机发动机在航空运营中所起的作用是巨大的，其地位仅次于飞机而且发动机的研发是航空技术中最具难度的，如果航空是工
2、业皇冠的话，发动机就是皇冠上的明珠。一个国家发动机水平体现该国的航空技术水平。关键词： 活塞式航空发动机，燃气涡轮发动机，冲压发动机,飞机发动机的前景上海民航职业技术学院毕业设计（论文）IIABSTRACTThe plane engine, to provide power for the flight to the plane, used to generate pull or push, make the plane forward. Second, the plane engine can also provide power for electrical equipment, air
3、supply for gas equipment such as air conditioning equipment. In the heart of the plane, it directly affects the performance, reliability and economy of aircraft. Aircraft engine of civilian aircraft, are generally divided into three types: piston aircraft engine, gas turbine engine and ramjet.Aircra
4、ft engine in the role of the air is huge, its is second to aircraft and engine research and development is the most difficult in the aviation technology, if air is industrial crown, the engine is the crown jewel. The Engines level can reflect the countrys aviation technology.Keywords: piston aircraf
5、t engine, gas turbine engine and ramjet, the prospect of the aircraft engines上海民航职业技术学院毕业设计（论文）III目录第 1 章 飞机发动机的种类及组成 .11.1 飞机发动机的分类 .11.2 飞机发动机的结构组成 .3第 2 章 飞机发动机主要系统和设备的工作原理 .52.1 压气机的功用 .52.2 燃烧室的基本原理 .62.3 涡轮 .7第 3 章 燃气涡轮发动机常见问题 .93.1 汽轮机汽缸漏气原因 .93.2 涡轮叶片断裂原因及预防措施 .103.2.1 断裂原因 .103.2.2 预防措施 .12
6、第 4 章 发动机的研究现状及发展 .14参考文献 .15致谢 .16上海民航职业技术学院毕业设计（论文）1第 1 章 飞机发动机的种类及组成1.1 飞机发动机的分类飞机发动机，为飞机提供飞行时所需动力，用来产生拉力或推力，使飞机前进。其次还可以为飞机上的用电设备提供电力，为空调设备等用气设备提供气源。作为飞机的心脏，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性 。飞机发动机这里说的是民用飞机的，一般分为三种 ：活塞式航空发动机，燃气涡轮发动机，冲压发动机。 活塞式航空发动机是早期在飞机或直升机上应用的航空发动机，用于带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达 2500 千瓦。后来为功率大、高速
7、性能好的燃气涡轮发动机所取代。但小功率的活塞式航空发动机仍广泛地用于轻型飞机、直升机及超轻型飞机。图 1.1 为活塞式上海民航职业技术学院毕业设计（论文）2燃气涡轮发动机这种发动机应用最广。包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机，都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮。涡轮螺旋桨发动机主要用于时速小于 800 千米的飞机；涡轮轴发动机主要用作直升机的动力；涡轮风扇发动机主要用于速度更高的飞机；涡轮喷气发动机主要用于超音速飞机。图 1.2 为燃气涡轮冲压发动机其特点是无压气机和燃气涡轮，进入燃烧室的空气利用高速飞行时的冲压作用增压。它构造简单、推力大，特别适用于高速高空飞行。
8、由于不能自行起动和低速下性能欠佳，限制了应用范围，仅用在导弹和空中发射的靶弹上。图 1.3 为冲压发动机上海民航职业技术学院毕业设计（论文）31.2 飞机发动机的结构组成活塞式航空发动机活塞式发动机主要由曲轴、连杆、活塞、汽缸、分气机构和机匣等部件组成。发动机前部有减速器，以降低输出轴的转速。大多数发动机在机匣后部装有增压器以提高发动机高空性能。按汽缸的冷却方式发动机分为液冷式和气冷式两种。早期飞机的飞行速度很低，多采用液冷式发动机。随着飞行速度的提高,可以利用高速气流直接冷却汽缸,气冷式发动机遂得到广泛应用。发动机按汽缸排列形式又分为星型和直列型。星型发动机汽缸以曲轴为中心沿机匣向外呈辐射状
9、均匀排列，有单排和双排等形式。直列式发动机汽缸沿机匣前后成行排列,有对缸、工字型、V 型等排列形式,以星型和 V 型用得较多。有时按供油方式不同又将发动机分为化油器式和直接注油式两种，其中直接注油式应用较广泛。航空燃气涡轮机的组成航空燃气涡轮喷气发动机主要由进气道（Intake）、压气机（compressor）、燃烧室（combustion chamber）、涡轮（turbine）、喷管（Exhaust）等部分构成。新鲜空气由进气道进入燃气轮机后，首先由压气机加压成高压气体，接着由喷油嘴喷出燃油与空气混合后在燃烧室进行燃烧成为高温高压燃气，然后进入涡轮段推动涡轮，将燃气的焓和动能转换成机械能输
10、出，最后的废气由尾喷管排出。而由涡轮输出的机械能中，一部分会用来驱动压气机，另一部分则经由传动轴输出（涡轮轴发动机），用以驱动我们希望驱动的机构如发电机、传动系统或飞行器螺旋桨等。冲击发动机的组成冲压发动机只有三个主要部件 扩压器，燃烧室和尾喷管。虽然它只由很简单的三个管道形的部件构成，但是它可以发出非常大的推力，并且推力随飞行速度的增大而迅速增大。例如，一个横截面只有 1 平方公尺的冲压发动机在 11 公里高空，以速度为 3.5 倍音速飞行时(M=3.5)，可以产生推力大约是30，000 公斤(即 30 吨)。这时它推进的功率达到 414，000 匹马力，这相当于200 个火车头的功率。若是
11、在低空飞行，由于空气密度大功率还要增加。最多上海民航职业技术学院毕业设计（论文）4不会超过 1 吨。从这里可以看到它强大的工作能力。而现代，运用最广的是燃气涡轮发动机，所以接下来会着重讨论这方面。上海民航职业技术学院毕业设计（论文）5第 2 章 飞机发动机主要系统和设备的工作原理就上章所说，这里主要讨论燃气涡轮发动机，现代飞机主要还是以这种发动机为主，所以着重讨论。所以接下来就来说说它的系统和气工作原理。燃气涡轮发动机的系统主要由进气道，压气机，燃烧室，涡轮，喷管组成。而这里我主要说一下压气机，燃烧室和涡轮。2.1 压气机的功用首先说一下压气机的功用，这对于我们飞机维修专业而言也是至关重要的。
12、压气机的功用是对气流做功，以提高气流的压力。一般燃气轮机的压气机通常有轴流式和离心式两种。轴流式压缩机会有许多的叶片，形状类似螺旋桨叶片，但是分为“静子”（stator）与“转子”（rotor）两种。转子就像螺旋桨一般地旋转，在旋转的过程中将对气流加功，增大气流总压 P*和总温 T*，这时气流的压力和温度就会提高。静子的功用是将因为转子的作用而产生旋转的气流导引回轴向，以正确的角度进入下一组转子，减小气流绝对速度 C1。通常是一组转子和一组静子交互配置，而一组转子和静子就称为一级。离心式压缩机则是利用叶轮旋转时产生的离心力将气流向外推向机匣，而产生加压的效果。一级的离心式压缩机就能有数级轴流式
13、压缩机的压缩比，对于较小型的燃气轮机来就是不错的选择，但是由于气流是向外辐射，必须以大幅弯曲的通道折回内部，故能量的耗损也较大，效率低。增压比是压气机的主要性能指标，指的是气流总压在加压后与加压前的比，通常增压比较高的燃气轮机，效率也较高，但是气流在压缩过程中温度会上升，考虑到涡轮所能承受的温度有一定的限度，压缩比太高反而不好。理想的压缩过程应该是等熵绝能过程，但是实际上压缩后的气流的温度和熵都会大于理想值，压力则低于理想值，而实际情况下，压缩机效率永远低于 1，这一点我们是需要知道的。上海民航职业技术学院毕业设计（论文）6图 2.1 为压气机2.2 燃烧室的基本原理燃烧室由外壳（套）、火焰筒
14、、喷（油）嘴、涡流器、点火装置等组成。由压气机扩散段出来的高压空气分成两股：一股（约占 1/42/5）进入火焰筒前部，与喷嘴喷出来的燃油混合形成油气混合气，经点火装置点火后燃烧。另一股（占 3/43/5）从火焰筒与外套间流过，对火焰筒壁面进行冷却，然后进入火焰筒与高温燃气掺混，使燃气温度降低，达到涡轮所要求的温度。通常要求燃烧室具有燃烧稳定、燃烧效率高、点火范围宽、流动阻力小以及结构简单、尺寸小、安全可靠和寿命长等特性。燃烧室按气流在燃烧室中流动的方向分为三种：直流式：气流在燃烧室中沿轴向流动。多数发动机采用这种燃烧室。折流式：气流由压气机流出后，折成两路流入火焰筒。一般与甩油盘配合使用。回流
15、式：压气机出口的空气由燃烧室的后端流入火焰筒头部。燃烧的燃气则向前形成回流。后两种形式气流流动损失大，但能缩短发动机的长度，一般用于采用离心式压气机的发动机中。燃烧室按结构形式又分为管形燃烧室、环形燃烧室和环管形燃烧室。管形燃烧室中的每个管形火焰筒有单独的外套，组成一个单管燃烧室。一台发动机可以有若干个单管燃烧室，沿周向装在发动机上，其中几个燃烧室装有点火装置。各燃烧室之间通过联焰管来传焰和均压。管形燃烧室易调试，强度与刚性好、装拆与维护方便，多用于早期的燃气涡轮发动机以及空气流量很小的发动机上。环形燃烧室中的火焰筒为一整体的环形腔。同心地装在环形的壳体内。这种燃烧室空间利用率高，迎风面积、重量、压力损失、火焰筒表面积和长度都小，所需的冷却空气量少，出口流场沿周向分布均匀，广泛用于各种新型发动机中。环管形燃烧室有若干个管形火焰筒沿圆周均匀地装在一个共同的环形
