【簡介:】本篇文章給大家談?wù)劇栋l(fā)動機喉管》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、什么是喉道
2、航空發(fā)動機原理與構(gòu)造
3、航空發(fā)動機的內(nèi)部構(gòu)造
4、航空發(fā)動機超
本篇文章給大家談?wù)劇栋l(fā)動機喉管》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、什么是喉道
- 2、航空發(fā)動機原理與構(gòu)造
- 3、航空發(fā)動機的內(nèi)部構(gòu)造
- 4、航空發(fā)動機超音速進氣道是如何進行布局的呢?
- 5、中國民用航空總局關(guān)于修訂《航空發(fā)動機適航標準》的決定(2002)
什么是喉道
喉道,泛指喉腔。與“喉”同義,《靈樞·憂恚無言篇》說:“喉嚨者,氣之所以上下者也。”說明它在喉腔內(nèi)、氣管上的部位,是呼吸的要道。
航空發(fā)動機原理與構(gòu)造
航空發(fā)動機還分活塞和渦輪呢
活塞就跟普通汽車發(fā)動機原理上沒什么區(qū)別了,無非就是缸多一些排量大一些功率強勁不少罷了
如果是渦輪的話……看圖吧
至于渦輪增壓,一般用的是廢氣渦輪增壓,也就是在汽缸的排氣路上裝一個渦輪并帶動進氣路上的壓氣機。利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入汽缸。
機械增壓本質(zhì)上就是一個羅茨鼓風機,利用兩個以發(fā)動機帶動的葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮從空氣濾清器過來的空氣。壓縮機靠轉(zhuǎn)子軸端的同步齒輪使兩轉(zhuǎn)子保持嚙合。轉(zhuǎn)子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積,在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中從吸氣口帶走氣體,當移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時,因有較高壓力的氣體回流,這時工作容積中的壓力突然升高,然后將氣體輸送到排氣通道。
自然吸氣沒有機械結(jié)構(gòu)來對吸入的空氣進行額外增壓
航空發(fā)動機的內(nèi)部構(gòu)造
發(fā)動機是一種由許多機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機器。無論是汽油機,還是柴油機;無論是四行程發(fā)動機,還是二行程發(fā)動機;無論是單缸發(fā)動機,還是多缸發(fā)動機。要完成能量轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)工作循環(huán),保證長時間連續(xù)正常工作,都必須具備以下一些機構(gòu)和系統(tǒng)。
(1) 曲柄連桿機構(gòu)
曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán),完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中,活塞承受燃氣壓力在氣缸內(nèi)作直線運動,通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動,并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中,飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運動。
(2) 配氣機構(gòu)
配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程,定時開啟和關(guān)閉進氣門和排氣門,使可燃混合氣或空氣進入氣缸,并使廢氣從氣缸內(nèi)排出,實現(xiàn)換氣過程。配氣機構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機構(gòu),一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。
(3) 燃料供給系統(tǒng)
汽油機燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機的要求,配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣,供入氣缸,并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去;柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸,在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒,最后將燃燒后的廢氣排出。
(4) 潤滑系統(tǒng)
潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油,以實現(xiàn)液體摩擦,減小摩擦阻力,減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。
(5) 冷卻系統(tǒng)
冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去,保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節(jié)溫器等組成。
(6) 點火系統(tǒng)
在汽油機中,氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的,為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞,火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火系,點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。
(7) 起動系統(tǒng)
要使發(fā)動機由靜止狀態(tài)過渡到工作狀態(tài),必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸,使活塞作往復(fù)運動,氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功,推動活塞向下運動使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機才能自行運轉(zhuǎn),工作循環(huán)才能自動進行。因此,曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機開始自動地怠速運轉(zhuǎn)的全過程,稱為發(fā)動機的起動。完成起動過程所需的裝置,稱為發(fā)動機的起動系。
航空發(fā)動機超音速進氣道是如何進行布局的呢?
在超音速條件下,不可調(diào)進氣道只在設(shè)計狀態(tài)下能與發(fā)動機協(xié)調(diào)工作,這時進氣道處于最佳臨界狀態(tài)。在非設(shè)計狀態(tài)下,進氣道與發(fā)動機的工作可能不協(xié)調(diào)。當發(fā)動機需要空氣量超過進氣道通過能力時,進氣道處于低效率的超臨界狀態(tài)。當發(fā)動機需要空氣量低于進氣道通過能力時,進氣道將處于亞臨界溢流狀態(tài)。過分的亞臨界狀態(tài)使阻力增加,并引起進氣道喘振。
為了使進氣道在非設(shè)計狀態(tài)下能與發(fā)動機協(xié)調(diào)工作(即進氣道與發(fā)動機匹配),必須應(yīng)用可調(diào)節(jié)進氣道。常用的方法是調(diào)節(jié)喉部面積和斜板角度,使進氣道的通過能力與發(fā)動機的要求一致。
軍用超音速進氣道布局
軍用超音速進氣道,除了早期的頭部進氣以外,現(xiàn)代戰(zhàn)斗機最常見的進氣道布局是兩側(cè)進氣和腹部進氣。
頭部進氣:二代單發(fā)戰(zhàn)斗機多采用此種進氣道。特點是進氣效率高,缺點是占據(jù)了寶貴的機頭位置,無法在戰(zhàn)斗機頭部安裝大口徑雷達。
腹部進氣:三代戰(zhàn)斗機多采用此種進氣道,如美國F-16、我國殲10、歐洲EF-2000等。特點是進氣效率高,有利的預(yù)壓縮。
兩側(cè)進氣:新一代飛機超音速進氣道設(shè)計概念中,包括后掠雙斜面超音速進氣道(CARET)和無附面層隔道超音速進氣道(DSI)。其典型代表是美國戰(zhàn)機F-18超黃蜂、中國臺灣IDF和中國戰(zhàn)機梟龍等。
另外還有出于隱身考量的背部進氣方式,例如美國隱身轟炸機B2和F117,負有突擊打擊任務(wù)的隱身無人機X-47B以及需要越境收集情報地無人機RQ-170等,均未提升生存能力而犧牲進氣效率的合理工程折中。
民用運輸機發(fā)動機進氣道
民用發(fā)動機多采用機翼吊艙安裝形式,進氣道很短,主要考慮低速時進氣效率,以及正常飛行時利用擴展通道適當?shù)販p速增壓。短艙內(nèi)風扇葉片前周向設(shè)有邊界層吸收多孔壁,吸除低能邊界層,保證高能氣流進入發(fā)動機。
直升機用發(fā)動機進氣口
直升機用發(fā)動機安裝進氣口分離器,保證發(fā)動機進氣的清潔。某些軍用直升機的排氣口還裝有換熱冷卻器的紅外抑制裝置,以減少戰(zhàn)場上受到熱敏武器攻擊的機會。
中國民用航空總局關(guān)于修訂《航空發(fā)動機適航標準》的決定(2002)
一、規(guī)章名稱“航空發(fā)動機適航標準”修改為“航空發(fā)動機適航規(guī)定”。二、原規(guī)章中A分部、B分部、C分部、D分部、E分部、F分部分別改為A章、B章、C章、D章、E章、F章。三、原規(guī)章中關(guān)于條的序號的表述“§……”改為“第……條”。四、增加第33.28條,內(nèi)容如下:
第33.28條 發(fā)動機電氣和電子控制系統(tǒng)
依靠電氣和電子裝置進行正常工作的每一控制系統(tǒng)必須滿足下列要求:
(a)在第33.5條所要求的發(fā)動機安裝和使用說明手冊中應(yīng)對控制系統(tǒng)進行說明、并應(yīng)規(guī)定在正常工作和失效狀態(tài)所控制的可用功率或推力的百分比、以及其他被控制的功能的控制范圍;
(b) 控制系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)造應(yīng)能保證由飛機提供的電源或數(shù)據(jù)的任何失效不應(yīng)導(dǎo)致功率或推力發(fā)生不可接受的變化,或妨礙發(fā)動機繼續(xù)安全運轉(zhuǎn);
(c) 控制系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)造應(yīng)能保證不會由于控制系統(tǒng)電氣或電子部件的單個失效或故障,或可能發(fā)生的組合失效,而導(dǎo)致不安全狀態(tài)的發(fā)生;
(d) 在該安裝和使用說明手冊中應(yīng)規(guī)定環(huán)境限制,包括雷擊引起的瞬變狀態(tài);并且
(e) 所有相關(guān)軟件的設(shè)計和執(zhí)行應(yīng)具有防止導(dǎo)致不可接受的功率或推力損失或其他不安全狀態(tài)的防錯功能,并且,軟件的設(shè)計和實施方法須經(jīng)中國民用航空總局批準。五、增加第33.74條,內(nèi)容如下:
第33.74條 持續(xù)轉(zhuǎn)動
由于飛行中的任何原因使發(fā)動機停車,如果發(fā)動機的任何主轉(zhuǎn)動系統(tǒng)仍持續(xù)轉(zhuǎn)動并且沒有提供阻止持續(xù)轉(zhuǎn)動的裝置,那么在最長的飛行周期內(nèi)和在預(yù)期該發(fā)動機不工作的飛行條件下,任何持續(xù)的轉(zhuǎn)動不得導(dǎo)致第33.75條(a)至(c)所描述的任何情況。六、增加第33.76條,內(nèi)容如下:
第33.76條 吸鳥
(a)概述 為符合本條(b)、(c),應(yīng)遵照下列規(guī)定:
(1)吸鳥試驗應(yīng)在吸鳥前的試驗天氣環(huán)境條件下,發(fā)動機穩(wěn)定在不小于100%的起飛功率或推力的狀態(tài)下進行。另外,符合性的驗證必須考慮在海平面最熱天氣的起飛條件下最差的發(fā)動機能夠達到最大額定起飛功率或推力的運轉(zhuǎn)情況。
(2)應(yīng)由申請人來確定在本條中用來決定鳥的數(shù)量和重量的發(fā)動機進氣道喉道面積,并且將其確認為第33.5條所要求的安裝說明中的一個限制。
(3)必須對可能進入進氣道的單只大鳥和單只最大的中鳥對發(fā)動機前部的撞擊進行評估。必須證明,當按本條(b)或(c)的規(guī)定的條件(如適用)撞擊相關(guān)部件時,不會影響發(fā)動機,使之達到不符合本條(b)(3)和(c)(6)要求的程度。
(4) 對于采用進氣道防護裝置的發(fā)動機,本條的符合性驗證應(yīng)在該防護 裝置起作用的情況下進行。發(fā)動機的批準文件上應(yīng)注明對這些要求的符合性驗證是在防護裝置起作用的情況下進行的。
(5)按本條(b)和(c)的要求進行吸鳥試驗時,可用中國民用航空總局可接受的物體代替鳥。
(6)如果本條中各項要求的符合性未被驗證,在發(fā)動機的型號審定文件中應(yīng)說明該發(fā)動機應(yīng)僅限于安裝在不可能發(fā)生鳥撞擊發(fā)動機,或者發(fā)動機不會吸入鳥,或者鳥不會對進入發(fā)動機的氣流產(chǎn)生不利限制的航空器上。
(b) 大鳥為符合大鳥吸入的要求,應(yīng)遵照下列規(guī)定:
(1) 大鳥吸入試驗應(yīng)使用表1規(guī)定重量的1只鳥。該鳥應(yīng)投向第一級旋轉(zhuǎn)葉片最關(guān)鍵的暴露位置。對于安裝在固定翼飛機上的發(fā)動機,吸入鳥的速度應(yīng)為370公里/小時(200節(jié));對于安裝在旋翼航空器上的發(fā)動機,吸入鳥的速度應(yīng)為旋翼航空器正常飛行時的最大的空速。
(2)在大鳥吸入后的15秒內(nèi)不允許移動功率桿。
(3)在本條規(guī)定的條件下進行單只大鳥的吸鳥試驗時,不得導(dǎo)致發(fā)動機出現(xiàn)下列情況之一:
(i)著火;
(ii)危險的碎片穿透發(fā)動機機匣飛出;
(iii)產(chǎn)生的載荷大于33.23(a)中規(guī)定的極限載荷;
(iv)失去停車能力。
(4)對本款中大鳥吸入要求的符合性驗證也可以通過驗證第33.94條(a)中在葉片包容性和轉(zhuǎn)子不平衡性方面的各項要求比本條的各項要求更為嚴格來證明。
表1 大鳥的重量要求
發(fā)動機進氣道喉道面積(A)平方米(平方英寸)鳥的重量千克(磅)1.35(2,092)A最小1.85(4.07),除非確認使用更小的鳥可使驗證更為嚴格1.35(2,092)≤AA不適用0.05(77.5)≤A七、增加第33.78條,內(nèi)容如下:
第33.78條 吸雨和吸雹
(a)所有發(fā)動機
(1)當航空器在最大高度達4,500米(15,000英尺)的顛簸氣流中飛行的典型飛行條件下,發(fā)動機在最大連續(xù)功率狀態(tài)下以最大真實空速吸入大冰雹(比重在0.8-0.9)之后,不得引起不可接受的機械損壞或不可接受的功率或推力損失或者要求發(fā)動機停車。此時,一半數(shù)量的冰雹應(yīng)隨機投向整個進氣道正前方的區(qū)域,而另一半則應(yīng)投向進氣道正前方的關(guān)鍵區(qū)域。應(yīng)快速連續(xù)地吸入冰雹來模擬遭遇冰雹的情況,并且冰雹的數(shù)量和尺寸應(yīng)按以下列方式確定:
(i) 對于進氣道面積不大于0.064平方米(100平方英寸)的發(fā)動機,為1顆25毫米(1英寸)直徑的冰雹;
(ii)對于進氣道面積大于0.064平方米(100平方英寸)的發(fā)動機,每0.0968平方米(150平方英寸)的進氣道面積或其余數(shù),為1顆25毫米(1英寸)直徑和1顆50毫米(2英寸)直徑的冰雹。
(2) 除了遵照本條(a)(1)的規(guī)定外,但本條(b)的規(guī)定除外,每型發(fā)動機必須證明當其突然遭遇濃度達到本規(guī)定附錄B中定義的審定標準的雨和冰雹時,在其整個規(guī)定的工作包線范圍內(nèi)仍有可接受的工作能力。發(fā)動機可接受的工作能力是指在任何連續(xù)3分鐘的降雨周期內(nèi),和任何連續(xù)30秒的降冰雹周期內(nèi),發(fā)動機不熄火、不降轉(zhuǎn)、不發(fā)生持續(xù)或不可恢復(fù)的喘振或失速、或不失去加速和減速的能力。還必須證明吸入之后沒有不可接受的機械損壞,不可接受的功率或推力損失或其他不利的發(fā)動機異常情況。
(b) 旋翼航空器發(fā)動機 作為對本條(a)(2)規(guī)定要求的另一種驗證方法僅適用于旋翼航空器渦輪發(fā)動機。當吸入的雨在進氣道平面上均勻分布、水滴流量與空氣流量的總重量比至少為4%時,必須證明每型發(fā)動機在吸雨期間和之后,具有滿意的工作能力,即發(fā)動機不熄火、不降轉(zhuǎn)、不發(fā)生持續(xù)或不可恢復(fù)的喘振或失速、或不失去加速和減速的能力。還必須證明吸雨之后沒有不可接受的機械損壞,不可接受的功率損失或其他不利的發(fā)動機異常情況。吸雨必須在下列地面靜止條件下進行:
(1) 在無吸雨條件下在起飛功率狀態(tài)穩(wěn)定一正常的時間周期,隨后立即 在起飛功率狀態(tài)突然開始吸雨3分鐘,然后
(2) 在快速減速到最小慢車期間持續(xù)吸雨,然后
(3) 在審定的最小空中慢車功率狀態(tài)運轉(zhuǎn)3分鐘期間持續(xù)吸雨,然后
(4) 在快速加速到起飛功率期間持續(xù)吸雨。
(c) 超音速飛機發(fā)動機 除了符合本條(a)(1)和(a) (2)的規(guī)定外,應(yīng)僅對超音速飛機發(fā)動機進行單獨的試驗。試驗時發(fā)動機應(yīng)以超音速巡航速度吸入不同的3顆冰雹。這些冰雹應(yīng)投向發(fā)動機正面的關(guān)鍵區(qū)域,并且吸雹后不能造成不可接受的機械損壞、或不可接受的功率或推力損失或要求發(fā)動機停車。試驗冰雹的尺寸應(yīng)根據(jù)在10,500米(35,000英尺)時冰雹直徑為25毫米(1英寸),到18,000米(60,000英尺)時冰雹直徑為6毫米(1/4英寸)的線性關(guān)系來確定。所使用的冰雹直徑應(yīng)與所預(yù)期的最低超音速巡航高度相對應(yīng)。另一種替代方法是,在亞音速下吸入三顆較大的冰雹,但這三顆冰雹的動能應(yīng)與超音速時吸入的冰雹的動能等效。
(d)對于已安裝或要求使用防護裝置的發(fā)動機,如果申請人能證明符合下列條件,則中國民用航空總局可以全部或部分地免除本條(a)、(b)和(c)中關(guān)于發(fā)動機吸雨和吸雹能力的驗證要求:
(1)所遭遇的雨和冰雹構(gòu)成物的尺寸大到不能通過該防護裝置。
(2)該防護裝置能夠承受所遭遇的雨和冰雹構(gòu)成物的打擊。并且
(3) 防護裝置阻擋的雨和冰雹構(gòu)成物,不會阻礙進入發(fā)動機的空氣流量,至使所造成的損壞、功率或推力損失、或其他對發(fā)動機不利的情況超過本條(a)、(b)和(c)中可接受的水平。
關(guān)于《發(fā)動機喉管》的介紹到此就結(jié)束了。