推力18000-22000 kg 耗油率比小涡扇低1/3 授课人 贾斯法
高涵道比涡扇发动机特点
起飞推力大 耗油率低 噪声低
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第一代宽体客机
B747
1970年
L1011 (1972) DC-10 (1971)
71
高涵道比涡扇发动机
已在现代民机上广泛采用 A300、A310、A320、A330、A340, B737、B747、B757、B767、B777, A3XX B747-500X、 B717、A318、湾流Ⅴ
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F-22用发动机－F119-PW-100
总压比 35 涵道比 ~0.2 涡轮前燃气温度 ~1850~1950 K 3+6___1+1 反向转动的双转子 推力 157.5 kN 推重比 10.0
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F119 与 F100 比较
级数 17---11 少 6 级 零件数少 40% 中间推力大 47% 可使战斗机超声速巡航 巡航耗油率低 11% 可靠性、维修性好
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40
加力式涡轮风扇发动机扇发动机 F-4“鬼怪”式战斗机 用涡扇(斯贝MK202)换装涡喷(J79)后 飞机性能的改进 最大M数 由 2.2→2.4 最大航程 ↑54% 加速到M=2的时间 ↓1/3 爬升到12000m的时间 ↓20%
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加力式涡轮风扇发动机
60年代后期采用高循环参数 总压比≈25、T3≈1600K 发展高性能核心机 研制成专为先进战斗机用的、推重比为8.0一 级8的发动机 F100-PW-100→F-15 (1974)
2006年3月
航空发动机结构设计
81
航空发动机发展特点
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涡轮风扇发动机－军用
特征 在高性能战斗机上的应用 要求： 迎风面积小，推重比大 发展
先进的核心机，采用小涵道比，再装上加力 燃烧室。
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加力式涡轮风扇发动机
起飞推力大 加力比(加力推力/不加力推力)大 巡航耗油率低 减少迎风面积适合战斗机
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联合攻击机 JSF
一机三型 一条生产线完成三型飞机生产 一机三型 CTOL型 常规起降 23 t 空军用 STOVL短距起飞垂直降落型 23 t 海军陆战队、英海军用 CV即舰载型 海军用 较前二者重
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授课人
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联合攻击机 JSF
~2010年服役 将与F-22成为美国主力战斗机 投资约160亿美元 计划生产3000架 供英海军60架、英空军200架
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4
1.涡轮螺旋桨发动机 （WJ）
特征： 不直接产生推力，通过减速器带动螺旋桨；
螺桨转速不变，桨角变化，得到不同推力；
发动机在高亚音飞行时，热力效率高；
用于低速运输机及轻型飞机。
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5
1.涡轮螺旋桨发动机 （WJ）
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6
1.涡轮螺旋桨发动机 （WJ）
涡轮螺桨发动机结构简图
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4. 涡轮喷气发动机-(WP)
发动机的推力 T
T=G空气×(W出口－W进口)/g
G空气: 每秒流进发动机的空气量，kg/s W出口: 尾喷管流出的燃气速度，m/s W进口: 流进发动机的空气速度，m/s
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4. 涡轮喷气发动机-(WP)
加力燃烧室 装在涡轮后，短期供入燃油燃烧, 使排气温度、 速度增加，增加发动机推力。
燃气涡轮发动机概述
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长沙航空职业技术学院航空维修工程学院
一、航空燃气涡轮发动机分类
1.涡轮螺桨发动机 2.涡轮轴发动机 3.地面燃气轮机 4.涡轮喷气发动机 5.涡轮风扇发动机
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2
1.涡轮螺旋桨发动机 （WJ）
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3
1.涡轮螺旋桨发动机 （WJ）
安－70超大型运输机
即要求投入航线营运之初获得180分钟 ETOPOS的 批准
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用于B777的三种发动机
普惠 PW 4084 4098 GE90 -75B -92B Trent -884 -
8104 推力 kN 338 453 351 421 涵道比 6.5 5.9 8.4 8.4 5.4 总压比 36.0 42.0 39.3 42.0 风扇直径 m 2.844 3.124 耗油率 0.566 0.572 0.560 取证时间 94.4 98.3 94.11 96.5 00.2 2006年3 月 航空发动机结构设计
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24
4.涡轮喷气发动机—涡轮
燃气在涡轮叶片中流动
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4.涡轮喷气发动机—尾喷管
作用： 燃气膨胀以高速 (550-600 米/秒) 喷出
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4. 涡轮喷气发动机-(WP)
气流在发动机进、出口的变化
进气速度为零，排气速度大增 根据牛顿第三定律，这股流过发动机的气流 产生发动机的推力。
在航空发展史中占有重要地位但存在 着较大的缺点 能否发展一种既能产生大的推力，经 济性又好的发动机?
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5.涡轮风扇发动机-(WS)
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涡轮风扇发动机
特征： 将涡轮出来的燃气再流入一个涡轮，在涡轮 中膨胀作功，向前驱动一个直径比原有压气 机大的风扇 (结构同于压气机) 风扇出来的空气一部分流入压气机 (称内涵)， 一部分由压气机外部流过 (称外涵)
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涡轮风扇发动机
60年代初期研制成功后，很快被民航客机广泛采 用 飞机 波音707、波音727、波音737、三叉戟、快 帆，伊尔62、图154、DC-9 发动机 JT3D、JT8D、康维、斯贝、D-30。
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涡轮风扇发动机
循环参数 总压比 涡轮前燃气温度 涵道比
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波音777双发客机
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波音777双发客机
波音777大型双发客机 1990年提出，1995年6月投入营运 对发动机的要求 特大的推力：飞机起飞总重大于280吨 要求单台发动机推力大于370～450 kN
当时最大推力约为275 kN
特高的可靠性：双发客机航行任何航线
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联合攻击机 JSF
JSF 洛克西德公司方案
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联合攻击机 JSF
JSF 波音公司方案
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联合攻击机 JSF
F-35 2001年10月26日美空军宣布洛克希德.马丁的 X-35方案为JSF的中标机型并命名为F-35
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动力装置之一--
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四代机对发动机的要求
推重比大于 10.0 不开加力的最大推力 即中间推力要大 采用矢量喷管
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X-35矢量喷口
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矢量喷管
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F119
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矢量喷口
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苏－37的超机动飞行
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苏－27的眼镜蛇机动飞行
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苏－37的钟状机动飞行
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4.涡轮喷气发动机—压气机
作用: 提高进入燃烧室的空气压力 重要参数: 增压比(P出口/P进口) 影响发动机性能好坏的一个主要参数
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4.涡轮喷气发动机—燃烧室
作用、特点、构造
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4.涡轮喷气发动机—涡轮
作用： 燃气膨胀作功驱动压气机 组成： 静子 转子 特点： 高温、高转速 涡轮前燃气温度—影响发动机性能好坏的一个重 要参数
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4. 涡轮喷气发动机-(WP)
经济性差 高温、高速燃气由尾喷管排出，能量量损失 大，因此经济性差。 特别在开加力时，经济性更差。 耗油率 SFC 涡轮喷气发动机耗油率大，约0.90 kg/kgf/h
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30
4. 涡轮喷气发动机-(WP)
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4. 涡轮喷气发动机-(WP)
对发动机的要求
推力 340 kN级 DOC 比B747-400低10%～23% GP7267/7275/7167 Trent 900(～400 kN)
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俄罗斯的巨型客机-“俄罗斯之翼”KP860
载客 860人 航程 12000～15000km 起飞总重 620～650 吨 翼展 88 m 机身长 80 m
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俄罗斯的巨型运输机 安-225
起飞重量 600吨 载重量 250吨 装有六台PS-90高涵道比 涡轮风扇发动机
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高涵道比涡扇发动机
2001年11月19月 GE-90推力达到 535 kN
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航空发动机发展特点
对产品的设计要求 适用性、可靠性、维修性 经济性、耐久性
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53
第 3.5代战斗机
EF2000 Rafale“阵风”
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