飞机发动机排气系统.ppt

飞机发动机排气系统.ppt

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第五章排气系统,发动机排气系统,排气系统作用：

将涡轮排出的燃气以一定的速度和要求的方向排入大气，产生推力。

对涡轮喷气发动机，涡轮后排气流产生全部推力；对涡扇发动机，风扇排气产生主要推力，涡轮排气产生部分推力；对涡桨发动机，排气流产生的推力更少，主要是靠螺旋桨产生拉力。

从涡轮出来的排气流，因有高速旋流，为了降低摩擦损失，通常将排气锥和外壁之间的通道设计为扩散的，气流流速降低、压力升高。

涡轮后部支板对气流进入喷管之前整流，避免旋涡损失。

排气系统的基本结构,基本的排气系统一般包括排气锥（尾锥），整流支板和喷管。

整流支板：

整流减小流动损失。

整流支板除了支撑尾锥外，还起整流作用，整流支板为叶型结构，把从涡轮出来的旋转气流变直。

支板一般为空心结构（里边装测量排气温度、压力的探头；给轴承供油和回油等的一些管路。

）,尾锥：

降低涡流和摩擦损失。

燃气从涡轮出来时，是经一环形通道流出的，并且有一定的旋转。

尾锥能使燃气从环形通道过渡到实心通道，尾锥靠整流支板固定在排气管内，尾锥和排气管之间形成扩散形通道，使燃气速度降低，以减小流动摩擦损失。

排气系统的基本结构,喷管：

使燃气充分膨胀。

喷管的形状有两种，收敛喷管和收敛扩张喷管（拉瓦尔管）。

喷口面积有可调和不可调两种。

喷口面积不可调的收敛管用于亚音速或低超音速飞行的飞机上。

在军用飞机上，还可采用喷口面积可调的收敛形喷管，根据发动机的状态调节喷口大小（分有级和无级调节），以使发动机在各种状态下都能获得较好的性能。

尤其是带加力的发动机，都要采用可调节的喷管。

收敛扩张喷管用于超音速飞行的飞机上，并且喉部通道面积可调以适应发动机的不同工作状态，使燃气能完全膨胀，以减小推力损失。

涡扇发动机排气系统：

内外涵两股排气：

低温的外涵空气流和高温的内涵燃气流。

涡扇发动机排气方式：

混合排气：

常用在低涵道比发动机上，长外涵，两股气流由内部混合器充分混合后排出。

有利于降低噪音。

（长外涵排气系统）分开排气：

用于高涵道比发动机上，短外涵，两股气流排出后于大气中混合。

（短外涵排气系统）,长外涵排气系统的优点,

（1）风扇效率提高。

（巡航、爬升）

（2）提高推进效率。

（排气温度降低，从而降低了内涵燃气的热损失，提高发动机效率。

）（3）降低耗油率。

（4）降低噪音。

长外涵排气系统的缺点,整个推进装置重量增加,发动机排气系统分类,1.涡轮排气系统,目的：

涡轮排气系统为涡轮燃气排出提供一个出口。

系统增加涡轮燃气排气速度以增加发动机推力。

涡轮排气系统使用一个喷管和一个锥体控制涡轮排气的方向。

排气喷管控制涡轮排气流的外侧边缘。

喷管连接在发动机涡轮机匣上。

排气锥体控制涡轮排气流的内侧边缘。

锥体连接至发动机涡轮匣上。

锥体和喷管是用镍合金制造的。

1.1排气喷管：

排气喷管组件控制涡轮排气流的外侧边缘。

后部还控制风扇空气排气的内侧边缘。

1.2排气椎体：

排气锥体组件控制涡轮排气流的内侧边缘。

发动机通气系统使用在排气锥体后端的一个孔通气至环境大气。

2.反推装置系统,反推的目的、工作条件和反推原理：

目的：

用于飞机触地后，产生反推力，降低飞机速度，缩短滑跑距离。

反推系统一般要求最大反推力至少能达到最大正推力的50%。

反推工作条件：

飞机在地面或离地小于10英尺；有28V直流电源；灭火手柄在正常位；液压压力足够；反推杆拉起。

反推力产生原理：

通过反推装置，将排气流反向，即向前偏转一定的角度（45-60），产生反推力。

反推系统的要求：

（1）反推系统只有当飞机落地后才能使用。

要有安全措施（空地电门、机械锁）。

（2）驾驶舱内有反推控制手柄。

用来控制反推装置的放出和收起。

（3）反推装置在打开过程中未达到相应位置时发动机功率不能增加。

以防止造成反推装置损坏。

（4）反推装置要有自动收上功能。

即万一反推装置故障打开，控制系统能自动探测到并能及时把反推装置收回且锁死。

若意外打开，收不上来发动机的功率能自动从高功率减小到慢车功率。

（5）在驾驶舱内有反推装置的指示系统。

包括开锁指示和位置指示。

（6）反推的气流不能喷到机翼和机身上，也不能被发动机从新吸入。

可能会造成发动机喘振。

反推实现方法：

对高涵道比发动机，只将风扇气流反向；气动阻塞式-阻塞门-格栅式反推器。

对涡喷发动机和低涵道比发动机，将热燃气流或内外涵混合气流反向。

机械阻塞式-铲斗门型（戽头式门）。

3.排气噪音,对喷气发动机和低涵道比涡扇发动机，因排气流速度较高，所以噪音的主要来源是尾喷气流。

降低噪音的方法：

采用消音降噪装置。

多孔型喷管、瓣形喷管、波纹形内部混合器（低涵道比涡扇发动机）等，增大排气流（噪音源）与外界空气的接触面积，改变噪音从低频音为高频音，以达到降低噪音的目的。

对高涵道比发动机，因排气速度较低，因而排气噪声较小；整个发动机噪音水平也较低；主要噪音源是风扇和涡轮；降噪方法：

沿外涵道内壁，采用吸音垫，吸收声能，将声能转变成热能。

吸音垫,