現(xiàn)代航空發(fā)動機技術與發(fā)展

第1章 航空發(fā)動機發(fā)展概述
1.1 航空發(fā)動機的組成和工作過程1
1.2 航空發(fā)動機的主要性能指標1
1.2.1 推力1
1.2.2 單位推力3
1.2.3 耗油率3
1.2.4 推重比和功重比4
1.2.5 熱效率、推進效率和總效率4
1.2.6 發(fā)動機總效率對飛機燃油利用率的影響5
1.3 航空發(fā)動機發(fā)展的回顧6
1.3.1 渦輪噴氣發(fā)動機使飛機性能大幅度提高6
1.3.2 渦輪風扇發(fā)動機再次改變航空業(yè)的面貌7
1.3.3 大型遠程飛機要求發(fā)展高涵道比渦輪風扇發(fā)動機9
1.3.4 新型客機要求更可靠的高性能發(fā)動機10
1.3.5 新型戰(zhàn)斗機要求發(fā)展高推重比發(fā)動機10
1.4 現(xiàn)代軍用航空發(fā)動機發(fā)展11
1.4.1 軍用航空發(fā)動機發(fā)展11
1.4.2 第三代戰(zhàn)斗機及其發(fā)動機12
1.4.3 第四代戰(zhàn)斗機及其發(fā)動機13
1.4.4 第五代發(fā)動機的發(fā)展15
思考和練習題16
第2章 發(fā)動機部件工作特點及其特性
2.1 壓氣機和風扇17
2.1.1 壓氣機的功能和主要性能指標17
2.1.2 壓氣機的工作原理及主要類型18
2.1.3 壓氣機出口氣流參數(shù)計算20
2.1.4 壓氣機特性20
2.1.5 軸流式壓氣機和風扇的發(fā)展趨勢22
2.2 渦輪22
2.2.1 渦輪的功能和主要性能指標22
2.2.2 渦輪的工作原理及主要類型23
2.2.3 渦輪出口氣流參數(shù)計算23
2.2.4 渦輪特性23
2.2.5 渦輪的關鍵技術和發(fā)展趨勢24
2.3 燃燒室25
2.3.1 燃燒室的功能和主要性能指標25
2.3.2 燃燒室出口氣流參數(shù)計算26
2.3.3 燃燒室特性27
2.4 噴管28
2.4.1 噴管的功能和主要性能指標28
2.4.2 噴管的不同工作狀態(tài)29
2.4.3 噴管出口氣流參數(shù)計算31
思考和練習題31
第3章 航空發(fā)動機總體性能及其發(fā)展趨勢
3.1 發(fā)動機主要設計參數(shù)及其對設計點性能參數(shù)的影響32
3.1.1 發(fā)動機的熱力循環(huán)參數(shù)32
3.1.2 空氣流量33
3.1.3 發(fā)動機主要設計參數(shù)對發(fā)動機設計點性能參數(shù)的影響33
3.2 雙軸渦噴和渦扇發(fā)動機部件的共同工作36
3.2.1 發(fā)動機穩(wěn)定工作狀態(tài)的共同工作條件36
3.2.2 雙軸渦噴發(fā)動機共同工作方程和共同工作線36
3.2.3 雙軸分排渦扇發(fā)動機部件共同工作特點41
3.2.4 雙軸混排渦扇發(fā)動機部件共同工作特點43
3.3 發(fā)動機的主要工作狀態(tài)44
3.4 雙軸渦噴和渦扇發(fā)動機的控制規(guī)律46
3.4.1 雙軸加力渦噴發(fā)動機的控制規(guī)律47
3.4.2 雙軸加力渦扇發(fā)動機的典型控制規(guī)律50
3.5 雙軸渦噴和渦扇發(fā)動機的穩(wěn)態(tài)性能54
3.5.1 共同工作點和發(fā)動機性能參數(shù)的確定55
3.5.2 發(fā)動機的基本特性57
3.5.3 影響發(fā)動機特性的各種因素62
3.6 發(fā)動機過渡工作狀態(tài)71
3.6.1 發(fā)動機的加速和減速過程71
3.6.2 加力接通和切斷過程74
3.6.3 發(fā)動機地面啟動和空中啟動75
3.7 發(fā)動機工作適應性76
思考和練習題77
第4章 推進系統(tǒng)性能及其新技術和新進展
4.1 推進系統(tǒng)的組成78
4.2 進氣道和噴管/后體特性78
4.2.1 進氣道特性78
4.2.2 噴管／后體特性81
4.3 進氣道與發(fā)動機的相容性82
4.3.1 進氣道與發(fā)動機的流量匹配82
4.3.2 進氣道與發(fā)動機的流場匹配84
4.4 進氣道發(fā)動機噴管的性能匹配與推進系統(tǒng)性能分析86
4.4.1 飛行條件和發(fā)動機工作狀態(tài)對推進系統(tǒng)性能的影響87
4.4.2 捕獲面積AC的選擇對安裝推力的影響 88
4.4.3 不同進氣道對安裝推力的影響88
4.5 提高推進系統(tǒng)性能的新技術和新進展89
4.5.1 飛機對發(fā)動機性能的要求89
4.5.2 發(fā)動機總體性能的發(fā)展趨勢90
4.5.3 循環(huán)參數(shù)及任務分析92
4.5.4 變循環(huán)發(fā)動機95
4.5.5 推力矢量應用及其對發(fā)動機的影響98
4.5.6 快速推力調(diào)節(jié)RTM103
4.5.7 發(fā)動機數(shù)字仿真和虛擬技術103
4.5.8 發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)視與故障診斷104
4.5.9 經(jīng)濟可承受的通用先進渦輪發(fā)動機106
思考和練習題108
第5章 典型發(fā)動機結(jié)構分析
5.1 F100系列渦扇發(fā)動機109
5.1.1 F100系列發(fā)動機的發(fā)展109
5.1.2 結(jié)構分析110
5.2 F110—GE—129 EFE的發(fā)展與設計特點112
5.2.1 F110系列發(fā)動機的發(fā)展112
5.2.2 結(jié)構設計分析113
5.3 F404系列渦扇發(fā)動機119
5.3.1 F404系列發(fā)動機119
5.3.2 F414發(fā)動機設計與研制特點120
5.4 M88發(fā)動機系列124
5.4.1 研制概況124
5.4.2 結(jié)構設計分析126
5.4.3 部件試驗和整機試驗130
5.4.4 M88系列的發(fā)展131
5.5 蘇聯(lián)第三代軍用渦扇發(fā)動機133
5.5.1 АЛ—31Ф渦扇發(fā)動機133
5.5.2 РД—33渦扇發(fā)動機137
5.6 推重比10一級軍用渦扇發(fā)動機139
5.6.1 F119—PW—100渦扇發(fā)動機139
5.6.2 聯(lián)合攻擊機（JSF）計劃146
5.7 PW4000大涵道比渦扇發(fā)動機147
5.7.1 發(fā)展概述147
5.7.2 結(jié)構分析149
5.8 RB211—535E4大涵道比渦扇發(fā)動機152
5.8.1 發(fā)展概述152
5.8.2 結(jié)構分析153
5.9 GE90大涵道比渦扇發(fā)動機158
5.9.1 研制背景158
5.9.2 總體性能159
5.9.3 發(fā)動機設計特點160
5.9.4 GE90的可靠性與維修性165
思考和練習題166
第6章 新技術、新結(jié)構、新材料在發(fā)動機上的應用
6.1 風扇167
6.1.1 空心風扇葉片167
6.1.2 復合材料的風扇葉片168
6.1.3 圓弧形榫槽169
6.1.4 盤鼓組合式大輪轂169
6.1.5 風扇包容環(huán)170
6.1.6 復合材料的外涵機匣170
6.2 高壓壓氣機171
6.2.1 端彎葉片171
6.2.2 整體葉盤171
6.2.3 環(huán)形燕尾槽172
6.2.4 鈦合金機匣172
6.2.5 全鈦轉(zhuǎn)子172
6.2.6 正交葉片173
6.2.7 機匣開斜槽174
6.3 燃燒室175
6.4 渦輪176
6.5 轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)177
6.5.1 擠壓油膜177
6.5.2 彈性支座178
6.5.3 滾珠、滾棒軸承并列使用179
6.5.4 防止軸承打滑180
6.5.5 封嚴環(huán)181
6.5.6 調(diào)整轉(zhuǎn)子軸向力的液壓系統(tǒng)184
6.6 先進發(fā)動機潤滑系統(tǒng)設計特點184
6.6.1 傳統(tǒng)的潤滑系統(tǒng)185
6.6.2 先進發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)186
6.7 發(fā)動機指示與機組報警系統(tǒng)188
6.7.1 概述188
6.7.2 系統(tǒng)簡介188
6.7.3 告警功能190
6.7.4 發(fā)動機參數(shù)顯示190
6.7.5 發(fā)動機備用指示器191
6.7.6 其他191
6.8 人素工程在航空發(fā)動機維修性設計中的應用192
6.8.1 HFE／維修性對發(fā)動機設計的影響192
6.8.2 人口統(tǒng)計學在HFE中的應用193
6.8.3 計算機輔助HFE分析技術194
6.8.4 動態(tài)模擬模型和實驗研究196
思考和練習題197
第7章 航空發(fā)動機典型結(jié)構故障分析
7.1 故障分析的基本原則和方法198
7.1.1 基本概念199
7.1.2 故障分析的原則199
7.1.3 故障分析工作的內(nèi)容與方法200
7.2 航空發(fā)動機的幾個典型故障分析203
7.2.1 圖—154發(fā)動機非包容低壓渦輪轉(zhuǎn)子破裂故障203
7.2.2 RB211—22B風扇盤非包容破裂故障205
7.2.3 WP7乙渦輪二導葉片變形、燒蝕故障208
7.2.4 B—1B的卡環(huán)故障210
7.2.5 F—16飛機發(fā)動機篦齒環(huán)斷裂212
7.2.6 F—16飛機近年發(fā)生的故障213
思考和練習題217
參考文獻