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1，先进高功率涡轮的技术特点
①要求：单级涡轮比功率在目前使用的先进发动机 单级涡轮基础上做功量提高14%，效率提高2.5% 以上
②主要特点：
1>在较高的温度环境下工作
2>提高转子转速，增大涡轮叶片进出口气流的速 度，加大速度三角形的扭速。
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3>仔细设计涡轮叶片的形状 4>使用最好的材料加工涡轮叶片和涡轮盘 5>采用精密冷却技术
与发动机的工作状态，飞机的飞行速度、高 度有关系。
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②落压比： 落 p进* p出
p 式中： 出 燃气流出尾喷口的静压
落压比：燃气通过尾喷管的实际膨胀程度，表示 尾喷管工作性能好坏的参数
显然：①喷 落 完全膨胀
② 若不等，则不完全膨胀，即尾喷管排气 速度到不到设计值，排气损失增加
图6-9
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3，碳化硅-碳复合材料涡轮导向器 特点：重量轻，成本低，耐高温等性能 4，整体式陶瓷材料涡轮叶片 特点：减轻了涡轮叶片的重量，而且可以承 受较高的燃气温度
5，碳基复合材料的涡轮部件 详见P92
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6，陶瓷基复合材料的涡轮过渡机匣 特点：大幅度减轻机匣重量和冷却空气的流量 7，钼基和铌基合金材料研究 估计性能可以满足第三阶段目标所需高温叶片设计 需求
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6计算流体力学的应用： ①深入研究叶尖气流的复杂流动和换热过程 ②动态分析涡轮导向器与涡轮叶片的相互作用 ③计算叶片表面的M数分布
研究叶片表面的M书分布随时间的变化规律，有 助于研究提高涡轮叶片耐久性的相关措施
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6.3高效涡轮冷却技术
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1，二元矢量喷管的特点 ①改善大迎角和低动压飞行时飞机动性和操纵性 ②降低飞机阻力 ③提高纵向灵活性 ④提高隐身能力 ⑤缩短起降距离
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3，PH公式的二元拉法尔喷管 详见图7-1，偏转时有很高的喷管推力系数
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（3）燃烧效率
图5-10
多旋流器燃烧室增大了当量功率，增宽了油气比的工 作范围，具有平稳的燃烧效率
图5-11
表明：采用多旋流燃烧室对于不同的状态，开启不同 的燃烧室与功率的关系。
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5.2新型的燃烧室结构设计
5.2.1 陶瓷基复合发汗冷却火焰筒 试验证明，该火焰筒能在2000K的平均温度下进 行工作，并且具备一定的发展潜力 5.2.2 碳化硅复合材料火焰筒 允许火焰筒工作温度高达1480℃ 5.2.3 富贫快速掺混燃烧室 如图所示，此种发动机在很高的工作温度水平 上，剧本高的热容强度和低的燃烧室环面温度 系数，发动机具备很好的耐热性
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3，旋涡式加力燃烧室
采用独特的火焰稳定技术，可以缩短加力燃烧室的 长度，降低重量，提高工作稳定性
4，等离子点火器
①现役的点火器有哪些？
②作用：可以在较高的气流速度下增加燃烧室的工 作稳定性
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第六章 先进高功率涡轮及转子技术
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2，现代计算流体力学的应用
由于计算机的发展技术，软件和硬件的不断提高，使 得三维流体力学计算程序的开发在近几年中已到达实 用阶段
采用三维流体力学计算程序可以：
提高单级涡轮做功能力
减少二次流损失，提高涡轮效率
了解涡轮表面的温度场分布，指导涡轮冷却空气通道 的设计
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第七章 矢量推进技术 矢量：有方向有大小的量。 标量：只有大小，无方向的控制
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p ①膨胀比的概念： 喷 *

p进*
p入
式中： 进 尾喷管进口处总压
p入 所在高度大气压力
膨胀比：代表燃气在进入尾喷管时压力势能的大小， 或者说表示进入尾喷管燃气膨胀能力的大小。
将叶片和盘连接起来。 图见6-7 效果见4-3 系数有所降低
3，叶片的粘接技术简介（略）
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6-5损伤容限设计技术
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6.6高性能涡轮部件的最新研究成果
1，钛合金基复合材料低压涡轮轴 此种轴与第三代合金涡轮轴比，可以减重30%，刚性 提高40%，且寿命可靠性均有所提高 2，低惯性，双结构涡轮盘
③进一步改善叶片冷却气流的流路，提高冷却效 果。
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2，提高涡轮叶片的冷却效率
第三代发动机涡轮采用耐高温合金
第四代则必须采用单晶合金
此两种涡轮叶片内部空心结构难于加工，即内部 空气流路因铸造工艺技术过于复杂、精细，很难实 现。使得三维仿真模拟涡轮内部温度场难以进行。
1，提高单位流量空冷效率
前面讲了，发动机涡轮工作温度1900K以上，仅 靠材料本身的耐高温性是难以满足要求的，因此必 须对涡轮进行空冷。
而依靠空气冷却的效果十分有限，因此提高单 位流量的空气冷却效果势在必行，下面介绍三种方 案：
①强制冷却涡轮冷却空气
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②综合利用冷却空气的热能，引出高压压气机空 气冷却后流入涡轮冷却后做功
第五章 燃烧室设计新技术
目前航空发动机要求燃烧室在非常宽的工作 条件下具有良好的性能，并且具有良好的燃烧效 率和低的冒烟值。
燃烧室喷嘴在小流量的条件下雾化质量直接 影响高空飞行的工作稳定性，燃烧室出口温度的 均匀直接影响到发动机工作的安全性和使用寿命。
故提高燃油喷嘴雾化质量，改善满负荷工作 状态时燃烧室的出口温度是新型燃烧室设计的重 点。
因此美国提出了通过两个半片涡轮黏贴成一个 涡轮叶片 6-6
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6-4 粘接技术和涡轮叶片连接
由第四章内容知道：涡轮转速的提高，涡轮盘承 受的离心力和自身的重量将增加，使得轮盘中心孔减 小，无法设计双转子发动机。
因此不减轻叶片重量，无法提高转速，难以设计 高功率的涡轮转子。
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5.2.4 瓦片式内壁燃烧室
可以是合金也可以是陶瓷，主要优点是受热件 不承力，并与气膜冷却相结合使用，可大大提 高燃烧室的工作寿命和可靠性
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5.3 复合材料和新型冷却技术的应用研究
5.3.1柔性金属 / 陶瓷壁火焰筒 结构如图5-16所示，设计工作温度可达1922K 目前采用气膜发动机工作温度在1650K，而此种发动 机设计工作温度在1900K左右。 图5-17给出了采用此种CMC发动机后空气流量比一般 的气膜冷却空气流量可减少80%
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四图的优缺点见表5-1
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5.1.2 试验结果分析
（1）燃烧室出口温度场 对比分析5-5、5-6、5-7（a、b） 哪种燃烧室温度分布均匀？ （2）燃烧室的冒烟特性 图5-9给出了扇形试验件的冒险特性试验结果，表 明：新设计的多旋流器燃烧室比现役短燃烧室油气 比高很多。
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常规燃烧室见5-1
图5-2：有两个燃烧区，分别为一贫油一富油区， 目的为了提高燃烧效率。适当增加空气流量。
图5-3：在小载荷状态启用预燃级喷嘴喷油以提高 燃油雾化质量。增大发动机工作稳定性。
图5-4：更好的控制主燃烧室燃油的雾化质量，改 善燃烧室的工作稳定性和出口场温度。
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5.3.2 多孔层板冷却火焰筒
如图5-18所示 当冷却空气流过空层内部时，带走了火焰筒壁面 热量和内部热量，对火焰筒筒体冷却效果提高
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5.4 燃烧室相关其他技术
1，多层燃油喷嘴 图5-19，采用多层喷嘴，多个喷射点，大大改善 了燃烧的掺混程度。 2，新型的三通道扩压器设计（图5-20） ①扩压器作用？ ②采用钛铝合金整体三通道扩压器可以降低成本， 改善燃烧室进口气流速度分布，并可以缩短燃烧 室的长度。
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1，技术分析
发动机转子重量占发动机重量的25%左右，轮盘是 主体，若能够减轻叶片的重量，和叶片与轮盘连接 部分的重量，就可以大大减轻涡轮轮盘的重量，从 而减轻转子部分重量。
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2，采用叶片粘接新技术减轻涡轮转子重量 放弃传统的多齿连接方式，采用合金粘接技术，