南京航空航天大学：《飞机总体设计》课程教学资源（讲义）第六讲 对发动机的要求

航空宇航学院 剑 发动机的选择

1 航空宇航学院 发动机的选择

航空宇航学院 飞机总体设计框架 剑 设计 主要参数计算 部件外形设计 要求 发动机选择}→机身机翼尾翼 布局型式选择 起落架进气道 分析计算 重量计算 三面图 是否满足 设计要求? 气动计算 部位安排图 最优? 性能计算 结构布置图 结构分析

2 航空宇航学院 飞机总体设计框架 设计 要求 设计 要求 布局型式选择 布局型式选择 主要参数计算 主要参数计算 发动机选择 发动机选择 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 三面图 部位安排图 结构布置图 三面图 部位安排图 结构布置图 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 是否满足 设计要求 最优 是否满足 设计要求 最优

航空宇航学院 剑 内容提要 对发动机的要求 航空发动机的种类〉复习 ·发动机外部特性 ·发动机类型的选择 发动机选择的步骤 举例

3 航空宇航学院 内容提要 • 对发动机的要求 • 航空发动机的种类 • 发动机外部特性 • 发动机类型的选择 • 发动机选择的步骤 • 举例 } 复习

航空宇航学院 剑 对发动机的要求 ■良好的推力(或功率)速度特性和高度特性 ■耗油率低 重量轻 发动机外廓几何尺寸小 ■安全可靠,故障率低 工作寿命长 ■使用维护方便 其他要求(价格、环境保护要求)

4 航空宇航学院 对发动机的要求 ƒ 良好的推力 或功率 速度特性和高度特性 ƒ 耗油率低 ƒ 重量轻 ƒ 发动机外廓几何尺寸小 ƒ 安全可靠 故障率低 ƒ 工作寿命长 ƒ 使用维护方便 ƒ 其他要求 价格 环境保护要求

航空宇航学院 剑 发动机的主要相对参数 推重比(或功率重量比) 发动机的推力与其自身重量的比值,即表示发动机单 位自重所能产生推力的大小。 对于活塞式发动机,则是其单位自重所能提供的功率。 单位迎面推力 发动机的推力与其最大迎风面积之比,代表发动机每 单位迎风面积所产生推力的大小

5 航空宇航学院 发动机的主要相对参数 • 推重比 或功率重量比 发动机的推力与其自身重量的比值 即表示发动机单 位自重所能产生推力的大小 对于活塞式发动机 则是其单位自重所能提供的功率 • 单位迎面推力 发动机的推力与其最大迎风面积之比 代表发动机每 单位迎风面积所产生推力的大小

航空宇航学院 剑 航空发动机的种类 ·活塞式螺旋浆 Piston/ Propeller ·涡轮喷气 Turbo Jet 涡轮螺旋浆 Turbo/ Propeller 涡轮风扇 T turbofan 冲压 Ramjet 火箭 Rocket

6 航空宇航学院 航空发动机的种类 • 活塞式螺旋浆 Piston / Propeller • 涡轮喷气 Turbo Jet • 涡轮螺旋浆 Turbo / Propeller • 涡轮风扇 Turbofan • 冲压 Ramjet • 火箭 Rocket

航空宇航学院 活塞式螺旋浆 剑 特点 ■优点是价格比较便宜, 耗油率低。 N差 缺点是使用寿命较低 气门 卢缸体 只能用于亚声速飞机 活塞 应用: 连杆 ■轻型飞机AC-5 曲轴 超轻型飞机AD-100 活塞发动机结构

7 航空宇航学院 活塞式螺旋浆 特点 ƒ 优点是价格比较便宜 耗油率低 ƒ 缺点是使用寿命较低 ƒ 只能用于亚声速飞机 应用 ƒ 轻型飞机 AC-5 ƒ 超轻型飞机 AD-100

航空宇航学院 剑 涡轮喷气 特点: 产生推力原理:T=m25(喷V) ■优点 Turbine 结构紧凑 Injector Flame holder A Hot ■推力大 Intake Gases 缺点 耗油率高 应用: Compressor C ombustion Afterburner ■战斗机 C hamber Fuel Injector ■教练机

8 航空宇航学院 涡轮喷气 特点 ƒ 优点 ƒ 结构紧凑 ƒ 推力大 ƒ 缺点 ƒ 耗油率高 应用 ƒ 战斗机 ƒ 教练机 产生推力原理 T = m空气(v喷 v)

航空宇航学院 剑 涡轮螺旋浆 产生推力原理:燃气涡轮发动机喷气产生的推力很 小,主要是靠螺旋桨产生拉力。 州排

9 航空宇航学院 涡轮螺旋浆 产生推力原理 燃气涡轮发动机喷气产生的推力很 小 主要是靠螺旋桨产生拉力

航空宇航学院 剑 优 耗油率与活塞式发动机相近,功率、耗油率 的速度特性和高度特性优于活塞式发动机; 功率重量比较大; 单位迎风面积的功率值较大; ■故障率低,使用寿命长。 缺点: 受到螺旋桨效率的限制,只适用于亚声速飞机 应用: 民用飞机Y-7 军用运输机Y-8

10 航空宇航学院 优点 ƒ 耗油率与活塞式发动机相近 功率 耗油率 的速度特性和高度特性优于活塞式发动机 ƒ 功率重量比较大 ƒ 单位迎风面积的功率值较大 ƒ 故障率低 使用寿命长 缺点 ƒ 受到螺旋桨效率的限制 只适用于亚声速飞机 应用 民用飞机 Y-7 军用运输机 Y-8