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第一篇 航空活塞式发动机3

第1章 航空活塞式发动机概述3

第1节 航空活塞式发动机类型3

一、按发动机使用的燃料种类区分3

二、按形成混合气的方式区分3

三、按混合气着火的方式区分3

四、按冷却发动机的方式区分4

五、按汽缸排列的方式区分4

六、按空气进入汽缸以前是否增压区分7

第2节 航空活塞式发动机的组成7

一、主要机件7

二、工作系统8

第3节 航空活塞式发动机的理想循环10

一、发动机的理想工作过程10

二、发动机的理想循环11

第4节 航空活塞式发动机性能的评定12

一、发动机功率12

二、燃料消耗率12

三、发动机比重13

四、发动机尺寸13

五、发动机的使用性能13

第2章 航空活塞式发动机发展简史15

一、历史概况15

二、发展现状17

第3章 航空活塞式发动机基本构造20

第1节 机匣20

一、减速机匣20

二、曲轴止推轴承前盖22

三、中机匣23

四、混合气收集器26

五、后盖27

第2节 汽缸31

一、汽缸筒31

二、汽缸头32

三、进气管33

第3节 活塞34

一、活塞34

二、活塞销35

三、活塞涨圈35

第4节 连杆36

一、主连杆36

二、副连杆37

三、副连杆销37

第5节 曲轴38

一、曲轴前半部40

二、曲轴后半部41

第6节 分气机构42

一、凸轮盘传动机构43

二、凸轮盘44

三、分气机构的安装45

四、挺杆和推杆机构46

五、摇臂机构47

六、气门机构48

第7节 减速器48

一、螺旋桨轴49

二、游星式减速器51

三、桨轴上的其他零件53

第8节 增压器54

一、增压器叶轮54

二、扩散器54

三、增压器叶轮轴55

四、后盖主动轴56

五、增压器的传动57

第9节 燃油系统58

一、燃油系统概述58

二、汽油泵59

三、汽化器63

第10节 滑油系统71

一、滑油系统概述71

二、发动机的润滑油路71

三、滑油泵73

四、滑油池76

第11节 点火系统77

一、点火系统概述77

二、磁电机78

三、电嘴82

第12节 起动系统83

一、起动系统概述83

二、空气压缩机85

三、冷气起动分布器88

第4章 航空活塞式发动机工作过程91

第1节 进气过程92

一、进气过程的进行情况92

二、进气门早开和晚关94

三、进气行程功95

四、进气过程的压容图96

第2节 充填量98

一、理论充填量和实际充填量98

二、充填系数98

三、影响充填系数的因素99

四、影响实际充填量的因素104

第3节 压缩过程105

一、压缩过程的进行情况105

二、压缩比105

三、压缩过程的热力性质106

四、压缩行程功107

五、压缩过程的压容图107

第4节 燃烧过程108

一、燃烧过程的进行情况108

二、燃烧过程的压容图111

第5节 提前点火111

一、提前点火的必要性112

二、影响最有利提前点火角的因素113

第6节 混合气过分贫油、过分富油燃烧，爆震和早燃113

一、混合气过分贫油或富油燃烧时，发动机的工作现象和危害114

二、爆震116

三、早燃121

第7节 膨胀过程122

一、膨胀过程的进行情况122

二、混合气的残余燃烧122

三、膨胀过程的热力性质123

四、膨胀行程功124

五、膨胀过程的压容图124

第8节 排气过程125

一、排气过程的进行情况125

二、排气门早开和晚关126

三、气门同开127

四、排气行程功127

五、排气过程的压容图127

第9节 示功图和定时图128

一、示功图128

二、定时图130

第5章 航空活塞式发动机的功率和经济性132

第1节 航空活塞式发动机的功率132

一、指示功率132

二、机械损失消耗的功率133

三、有效功率137

第2节 航空活塞式发动机的经济性138

一、效率138

二、燃料消耗率140

第3节 航空活塞式发动机的热平衡141

第6章 航空活塞式发动机增压143

第1节 离心式增压器的工作原理143

一、离心式增压器的增压原理143

二、增压器功率和增压器功145

三、影响进气压力和进气温度的因素147

第2节 离心式增压器的传动148

一、叶轮由发动机曲轴传动的方法148

二、叶轮由废气涡轮传动的方法149

第3节 进气压力的调节151

一、改变进气压力的方法151

二、传动式增压器发动机进气压力的调节原理153

三、废气涡轮增压器发动机进气压力的调节原理155

第7章 航空活塞式发动机转速调节159

第1节 调节发动机转速的目的159

一、调节转速的必要性159

二、调节转速的方法161

第2节 转速调节器调节转速的原理161

一、液压式调速器调节转速的原理162

二、电动式调速器调节转速的原理165

第二篇 航空涡轮轴、涡轮螺旋桨发动机169

第8章 航空涡轮轴、涡轮螺旋桨发动机概述169

第1节 航空涡轴、涡桨发动机发展简史169

一、涡轴发动机169

二、涡桨发动机171

第2节 航空涡轴、涡桨发动机的定义及分类172

一、航空涡轴、涡桨发动机的定义172

二、航空涡轴、涡桨发动机的分类172

第3节 评定航空涡轴、涡桨发动机性能的指标179

一、发动机的性能参数179

二、发动机的轴功率特性180

三、发动机的经济性184

四、发动机的外部特性186

五、涡轴、涡桨发动机的可靠性与维修性187

六、涡轴、涡桨发动机的振动与噪声级水平187

第9章 航空涡轴、涡桨发动机的基本结构及特点188

第1节 基本组成及特点188

一、基本组成188

二、工作特点188

三、可用功分配192

第2节 基本结构形式说明198

一、进气装置198

二、压气机199

三、燃烧室202

四、涡轮204

五、排气装置205

六、减速器206

七、涡轴发动机的粒子分离装置206

八、涡轴发动机的红外抑制装置209

第3节 涡轴、涡桨发动机的工作系统213

一、螺旋桨和调速系统214

二、控制系统215

三、燃油系统218

四、滑油系统219

五、防冰系统220

六、起动系统222

第4节 涡轴、涡桨发动机的工作特性223

一、发动机的基本工作状态224

二、涡轴发动机的转速特性225

三、涡轴发动机的高度特性226

四、涡轴发动机的速度特性227

五、涡轴发动机最佳工作状态的选择228

第5节 涡轴、涡桨发动机性能分析229

一、涡轴发动机试车参数换算229

二、涡轴发动机循环性能综合分析230

三、热力计算231

第6节 涡轴发动机在特殊条件下的使用特点236

一、涡轴发动机在多灰尘条件下的使用特点237

二、涡轴发动机在潮湿和盐雾条件下的使用特点238

三、涡轴发动机在低气温条件下的使用特点238

四、涡轴发动机在其排出的燃气流受旋翼影响下的工作特点239

第7节 国内外有代表性涡轮轴发动机数据240

第10章 航空涡轴、涡桨发动机的发展与现代技术252

第1节 国际252

一、国外涡轴发动机主要特点252

二、技术措施254

三、国外几种涡轴、涡桨发动机型号介绍257

第2节 国内274

第3节 未来发展趋势283

一、涡轴、涡桨发动机关键技术285

二、循环方式发展趋势分析288

三、工艺与材料发展趋势290

四、新一代机种方案292

五、美国下一代涡轴发动机几项研究计划294

六、直升机动力装置的几项革新296

七、研究中的新技术297

第三篇 航空涡轮喷气、涡轮风扇发动机303

第11章 航空涡轮喷气、涡轮风扇发动机概述303

第1节 航空涡喷、涡扇发动机发展过程303

第2节 航空涡喷、涡扇发动机分类304

第3节 航空涡喷、涡扇发动机划代305

第12章 涡喷、涡扇发动机工作原理及特点307

第1节 涡喷、涡扇发动机工作原理307

一、组成307

二、各部件的功用307

三、发动机工作原理308

四、涡扇发动机特点311

第2节 涡喷、涡扇发动机性能评定311

一、推力性能指标311

二、经济性能指标312

三、发动机的使用性能312

第3节 涡喷、涡扇发动机的战术技术要求313

一、主要作战使用性能要求313

二、战术技术指标315

第13章 部件及系统318

第1节 压气机（风扇）318

一、结构318

二、工作原理324

三、材料325

四、平衡325

第2节 燃烧室326

一、结构326

二、工作原理327

三、性能329

四、材料331

第3节 涡轮331

一、结构331

二、工作原理333

三、材料335

四、平衡336

第4节 加力燃烧室337

一、结构337

二、工作特点340

三、振荡燃烧341

第5节 排气系统341

第6节 附件传动343

一、内部齿轮箱343

二、径向传动轴345

三、外部齿轮箱345

四、辅助齿轮箱346

第7节 滑油系统347

一、滑油箱347

二、滑油泵348

三、滑油喷油装置349

四、滑油散热器349

五、磁性探屑器350

六、离心通风器350

七、油滤网350

第8节 空气系统350

一、冷却351

二、封严354

三、轴承载荷控制356

第9节 控制系统357

一、概述357

二、几种典型的液压机械式控制系统360

三、数字控制系统369

第14章 涡喷、涡扇发动机特性373

第1节 控制方案373

一、控制方案的一般性选择373

二、主燃油控制方案选择374

三、发动机变几何控制375

第2节 节流特性377

一、发动机主要工作状态的规定377

二、节流特性378

第3节 速度特性379

一、速度特性的一般规律379

二、双轴涡喷发动机速度特性的特点380

三、双轴涡扇发动机速度特性的特点382

第4节 高度特性382

第5节 发动机的使用限制383

第15章 涡喷、涡扇发动机试验386

第1节 概述386

第2节 发动机试验分类387

第3节 零部件试验387

一、压气机试验387

二、主燃烧室试验387

三、涡轮试验388

四、加力燃烧室试验388

五、喷管试验388

六、系统和附件试验388

七、主轴疲劳试验389

八、部件结构试验389

第4节 整机地面台架试车390

一、常规的性能试验390

二、整机进气畸变试验390

二、压气机的气动稳定裕度试验390

四、起动特性试验391

五、持久试车391

六、发动机加速任务试验392

七、低循环疲劳试验393

八、发动机环境和吞咽试验394

九、包容试验396

第5节 高空模拟试验及飞行试验397

一、高空模拟试验397

二、飞行试验401

第16章 新技术及发展趋势405

第1节 技术发展概述405

第2节 新技术及发展趋势406

一、压气机／风扇406

二、燃烧室／加力燃烧室409

三、涡轮412

四、推力矢量喷管414

五、新型封严技术415

六、控制系统416

七、噪声抑制技术419

八、发动机状态监视和管理（EHM）技术419

九、主动磁性轴承技术420

十、内装式整体起动／发电机技术421

第3节 发动机总体技术的发展趋势422

一、变循环发动机（VCE）422

二、多电发动机423

三、智能发动机425

四、间冷回热发动机（IRA）426

五、涡轮—冲压组合发动机427

第17章 国外典型涡喷、涡扇发动机及第四代发动机简介428

第1节 国外典型涡喷、涡扇发动机428

一、P13-300涡喷发动机428

二、F110-GE-100涡扇发动机429

三、Aл-31Φ涡扇发动机432

四、M53-P2涡扇发动机434

第2节 第四代发动机436

一、F119涡扇发动机436

二、M88-2涡扇发动机438

三、EJ200涡扇发动机440

附录 发动机常用术语简介442

1.核心发动机Core Engine442

2.发动机净（干）质量（重量）Engine Dry Mass（Weight）442

3.工作包线Operation Envelope442

4.发动机工作状态Engine Operation Rating442

（1）最大工作状态Maximum Rating442

（2）最小加力工作状态Minimum Afterburning Rating442

（3）部分加力工作状态Intermediate Afterburning Rating442

（4）中间工作状态Intermediate Rating442

（5）最大连续工作状态Maximum Continuous Rating442

（6）推力换向工作状态Thrust Vectoring Regime442

（7）最大反推力工作状态Maximum Reverse-Thrust Rating442

（8）地面慢车状态Ground Idle442

（9）空中慢车状态Flight Idle443

（10）风车Windmilling443

（11）过渡工作状态Transient Regime443

5.发动机空气流量Engine Air Flow443

6.涵道比Bypass Ratio443

7.推重比Thrust-Weight Ratio443

8.加力比Augmentation （of Thrust） Ratio443

9.耗油率Specific Fuel Consumption443

10.发动机特性Engine Performance443

（1）节流特性Throttle Performance443

（2）高度特性Altitude Performance443

（3）高度—速度特性Altitude-Velocity Performance443

11.速度三角形Velocity Triangle443

12.共同工作线Operating Line443

13.喘振裕度Surge Margin443

14.余气系数Excess Air Coefficient443

15.不可调喷管Fixed-Geometry Nozzle444

16.可调喷管Variable Area Nozzle444

17.收敛—扩张喷管Convergent-Divergent Nozzle444

18.推力转向喷管（矢量喷管）Thrust Vectoring Nozzle444

19.发动机控制方案Engine Control Program444

20.液压机械式控制系统Hydromechanical Control System444

21.电子控制系统Electronic Control System444

22.模拟式电子控制系统Analog Electronic Control System444

23.数字式电子控制系统Digital Electronic Control System444

24.数—模混合式电子控制系统Digital-Analog Hybrid Electronic Control System444

25.全功能数字式电子控制系统Full Authority Digital Electronic Control System444

26.结构完整性Structural Integrity444

27.包容性Containment444

28.耐久性Durability444

29.安全系数Factor of Safety444

30.发动机附件Engine Components444

31.飞机附件Accessories445

32.寿命试车Life Test445

33.持久试车（长期试车）Endurance Test445

34.加速任务试车Accelerated Mission Test （AMT）445

35.飞行前规定试验Preliminary Flight Rating Test（PFRT）445

36.模拟高空试验Simulated Altitude Test445

参考文献446