航空发动机原理与构造

本教材以涡轮喷气式和涡轮风扇式发动机为主，介绍航空发动机各主要部件的工作原理、性能参数、基本特性和一般构造，发动机的整机特性与总体结构，发动机主要工作系统的功用、组成和基本工作原理，发动机维护保障工作基本流程，以及部分新概念航空发动机及技术等内容。

丛书序
前言
第1章 绪论 001
1.1 航空发动机分类和使用范围 001
1.1.1 航空燃气涡轮发动机 002
1.1.2 冲压发动机和组合发动机 006
1.1.3 火箭发动机 006
1.1.4 航空活塞式发动机 007
1.1.5 航空发动机的使用范围 007
1.2 航空发动机发展 008
1.2.1 航空发动机发展历史 008
1.2.2 航空发动机发展趋势 012
1.3 航空发动机气动热力学基础知识 014
1.3.1 有关气体性质的基本概念 015
1.3.2 气体一维定常流动 016
1.3.3 一维定常流动状态参数 017
1.3.4 典型气动热力过程 020
1.3.5 热力循环和热力学第二定律 021
1.3.6 气流马赫数 022
1.3.7 气流总参数和临界参数 023
1.3.8 一维定常管道流动基本方程 025
1.3.9 一维定常变截面管道流动 026
1.3.10 超声速气流中的膨胀波和激波现象 027
习题 029
第2章 涡喷/涡扇发动机性能参数与指标 032
2.1 涡喷/涡扇发动机气动热力原理 032
2.1.1 核心机工作原理 032
2.1.2 涡喷发动机工作原理与热力循环 033
2.1.3 涡扇发动机工作原理与热力循环的特点 039
2.2 涡喷/涡扇发动机推力和效率 045
2.2.1 发动机产生推力的原理 045
2.2.2 推力计算 045
2.2.3 发动机的效率 048
2.3 涡喷/涡扇发动机性能指标 050
2.3.1 推力性能指标 050
2.3.2 经济性能指标 051
2.3.3 发动机的使用性能 052
2.3.4 发动机的能力需求 053
2.4 航空发动机研发过程简介 055
2.4.1 技术成熟度的概念 055
2.4.2 航空发动机的研发过程 056
2.4.3 航空发动机的论证 058
2.4.4 航空发动机的试验 060
2.4.5 战斗机用涡喷/涡扇发动机划代 066
习题 068
第3章 进气系统工作原理与构造 071
3.1 进气系统概述 071
3.1.1 对进气系统的要求 071
3.1.2 进气道类型 072
3.1.3 进气道主要性能参数 072
3.2 亚声速进气道工作原理与构造 075
3.2.1 亚声速进气道基本构型 075
3.2.2 亚声速进气道工作特性 076
3.2.3 亚声速进气道构造 077
3.3 超声速进气道工作原理与构造 078
3.3.1 超声速进气道基本构型 078
3.3.2 超声速进气道工作原理 079
3.3.3 外压式进气道工作状态与特性 082
3.3.4 外压式进气道特性 084
3.3.5 超声速进气道几何调节原理 088
3.3.6 超声速进气道构造 090
3.3.7 超声速进气道新构型 093
习题 094
第4章 压气机工作原理与构造 096
4.1 压气机基本工作原理 096
4.1.1 压气机基本组成 096
4.1.2 基元级工作原理 099
4.1.3 压气机级工作原理 104
4.1.4 多级压气机特点和主要性能参数 108
4.2 压气机特性 111
4.2.1 压气机通用特性 112
4.2.2 压气机不稳定工作状态 114
4.3 压气机构造 119
4.3.1 转子 120
4.3.2 静子 123
4.3.3 整体叶盘和整体叶环 126
4.3.4 大涵道比风扇 127
4.3.5 压气机叶片损伤的检查维护要求 128
习题 129
第5章 燃烧室工作原理与构造 131
5.1 燃烧室工作原理 131
5.1.1 对燃烧室的要求 131
5.1.2 燃烧室基本结构和类型 132
5.1.3 燃烧室基本工作原理 133
5.1.4 燃烧室主要参数 134
5.1.5 混合气燃烧基本概念 136
5.1.6 燃烧室内组织高效稳定燃烧原理 138
5.1.7 燃烧室内的燃烧过程 142
5.2 燃烧室特性 143
5.2.1 燃烧效率特性 143
5.2.2 燃烧室熄火特性 143
5.2.3 燃烧室总压损失 144
5.2.4 燃烧室使用特性 145
5.3 燃烧室构造 147
5.3.1 燃烧室机匣 147
5.3.2 扩压器 147
5.3.3 火焰筒 148
5.3.4 燃油喷嘴 148
5.3.5 点火装置 149
5.3.6 燃烧室结构检查维护要求 150
5.4 加力燃烧室工作原理 150
5.4.1 加力燃烧室工作条件及要求 151
5.4.2 加力燃烧室主要部件及工作原理 151
5.4.3 振荡燃烧的概念 155
习题 157
第6章 涡轮工作原理与构造 158
6.1 涡轮工作原理 158
6.1.1 基元级工作原理 158
6.1.2 涡轮级工作特点 161
6.1.3 多级涡轮特点和主要性能参数 162
6.2 涡轮特性 165
6.2.1 涡轮相似参数 166
6.2.2 涡轮通用特性 166
6.3 涡轮构造 167
6.3.1 涡轮转子 167
6.3.2 涡轮静子 170
6.3.3 涡轮冷却系统 172
6.3.4 涡轮叶片损伤的检查维护要求 173
习题 174
第7章 喷管工作原理与构造 176
7.1 喷管工作原理 176
7.1.1 对排气系统的要求及喷管类型 176
7.1.2 喷管工作过程和主要参数 177
7.1.3 亚声速喷管工作原理与性能 179
7.1.4 超声速喷管工作原理与性能 181
7.1.5 其他形式喷管 184
7.2 喷管构造 188
7.2.1 收敛形喷管构造 188
7.2.2 几何可调拉瓦尔喷管构造 188
7.2.3 轴对称推力矢量喷管 190
7.2.4 尾喷管结构的检查维护要求 191
7.3 涡扇发动机混合器构型及工作原理 191
7.3.1 混合器构型 191
7.3.2 混合器工作原理 192
习题 193
第8章 涡喷/涡扇发动机整机特性 195
8.1 发动机各部件匹配工作概述 195
8.1.1 核心机匹配工作条件 195
8.1.2 涡喷发动机匹配工作条件 196
8.1.3 混合排气式涡扇发动机匹配工作条件 197
8.1.4 分开排气式涡扇发动机匹配工作条件 198
8.1.5 发动机共同工作线 198
8.2 发动机控制规律简介 200
8.2.1 发动机工作状态 200
8.2.2 发动机控制规律 203
8.2.3 混排加力涡扇发动机常用控制规律 204
8.3 涡喷和涡扇发动机稳态特性 207
8.3.1 速度特性 207
8.3.2 高度特性 208
8.3.3 高度速度特性 209
8.3.4 节流特性 210
8.4 涡喷和涡扇发动机过渡态特性 212
8.4.1 发动机加/减速过程 212
8.4.2 发动机加力燃烧室接通和切断过程 216
8.4.3 发动机起动过程 217
习题 218
第9章 发动机总体结构和主要工作系统 219
9.1 发动机总体结构 219
9.1.1 转子承力方案 220
9.1.2 静子承力系统 224
9.2 附件传动装置 225
9.2.1 附件传动装置基本结构 225
9.2.2 附件传动装置传动关系 226
9.3 滑油系统 228
9.3.1 滑油润滑基本概念 229
9.3.2 滑油系统组成与工作 232
9.3.3 发动机滑油系统实例 238
9.3.4 滑油系统状态监控与试验简介 241
9.3.5 使用维护中滑油系统状态检查试车 244
9.4 起动系统 244
9.4.1 发动机起动过程 244
9.4.2 起动机 247
9.4.3 其他附件/系统 249
9.4.4 发动机起动系统实例 249
9.4.5 影响发动机起动的因素 252
9.4.6 使用维护中发动机的起动 254
9.5 发动机控制系统 255
9.5.1 对发动机控制系统的要求 255
9.5.2 发动机控制系统的任务 256
9.5.3 发动机控制系统基本类型 257
9.5.4 发动机控制系统实例 260
9.5.5 使用维护中发动机控制系统的参数调整 264
习题 265
第10章 发动机的使用与维护 267
10.1 发动机使用维护工作简介 267
10.1.1 发动机使用限制 267
10.1.2 发动机试车 269
10.1.3 机务准备 272
10.1.4 周期性工作 273
10.1.5 发动机油封和启封 274
10.1.6 发动机寿命及管理 274
10.2 发动机监控技术 276
10.2.1 发动机状态监控的基本概念 276
10.2.2 典型发动机状态监控内容 277
10.3 发动机的使用性能 279
10.3.1 航空发动机使用性能的概念 279
10.3.2 发动机性能参数的换算方法 280
10.3.3 发动机使用性能监控技术简介 281
习题 284
第11章 新概念航空发动机及技术简介 285
11.1 超燃冲压发动机 285
11.1.1 超燃冲压发动机的概念 285
11.1.2 超燃冲压发动机关键技术 286
11.2 爆震发动机 288
11.2.1 爆震发动机概述 288
11.2.2 爆震发动机关键技术 289
11.3 预冷发动机 291
11.3.1 预冷发动机概述 291
11.3.2 预冷发动机关键技术 292
11.4 开式转子发动机 293
11.4.1 开式转子发动机概述 293
11.4.2 开式转子发动机关键技术 294
11.5 齿轮驱动风扇发动机 294
11.6 燃气涡轮发动机与新概念发动机组合 295
11.6.1 涡轮发动机与冲压发动机组合 295
11.6.2 涡轮发动机与脉冲爆震燃烧室组合 296
11.6.3 涡轮发动机与旋转爆震燃烧室组合 297
习题 298
主要参考文献 299