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五、發動機的安裝位置a安裝在機翼上b吊裝在機翼下(翼吊布局)c安裝在機身尾部(尾吊布局)

1.活塞發動機和渦輪螺槳發動機的安裝位置

活塞發動機和渦輪螺槳發動機在飛機上目前多為安裝一臺、兩臺或四臺,一般多是拉進式(即螺旋在前)的,裝在機頭或機翼前緣,這樣可以使機翼上所受的載荷降低,因為發動機的重力和舉力的方向想反,減少了由這些外力所引起的彎矩。

另一種是推進式的,發動機裝于機翼后沿或機身后段。這種安排使機翼位于螺旋槳的滑流之外,阻力會降低,但主起落架較高,重量增大;而且發動機在地面工作時冷卻條件也較差。

目前也有一種輕型飛機將發動機安裝在垂尾上,以降低機身離地面高度,可在起飛時充分利用地面效應。2.渦輪噴氣發動機和渦輪風扇發動機的安裝位置和固定。

一臺渦輪噴氣發動機多裝在機身后段或機身下部。這種方式有利于維護修理,只要將機身后段拆卸開就行了;同時還可讓出機身短艙或前段的空間,以便容納人員和武器裝備。

這種發動機安排方式主要用于戰斗機。殲10兩臺渦輪噴氣發動機有幾種安排方式。常見的一種是把兩臺發動機各裝在一只短艙內,這種方式的優點是機身空間大,裝載的人員和設備多;對機翼能起減少載荷的作用。

但其構造比較復雜,而且還會增大阻力和降低機翼的后掠作用。

"流星"雙發單座戰斗機

第二種雙發的安排方式是把發動機裝在機翼下的吊艙內。這種方式的好處是減少短艙和機翼的干擾,對提高最大舉力系數有利;防火性能較好;可采用全翼展的襟翼。另外,由于短艙離地近,維護比較方便,但易于吸入塵土。

空客A320雙發的第三種安排方式是把兩臺發動機并列在后機身外部的兩側,這種叫尾吊式。其優點是座艙內噪音小,機翼上沒有東西(如短艙)干擾,氣動性能較好;進氣和排氣通道較短,因而能量的損失較少。但這種安排的構造比較復雜;也比較重。

龐巴迪CRJ-700

雙發的第四種安排方式是,把發動機左右并列(或上下疊置)安裝在后機身的內部。某型后掠翼超音速殲擊機就是這樣,這種安排方式,在單發飛行時,由于兩邊推力不平衡而引起的使機頭偏向一邊的力矩比較小;但發動機所占機身的容積很大,不利于裝載其他的設備。

f22三臺噴氣發動機多用于運輸機。其安排方式有兩種。一種是兩臺發動機并列裝在機身后段,另一臺裝在垂直尾翼上。這種安裝方式的優點是,如果發動機發生故障,渦輪損壞,被強大的離心力摔開的碎片不致破壞飛機的主要受力構件,比較安全。同時,并列的兩臺發動機也可固定于氣密座艙之外。

法國達索獵鷹900另一種三發的安排方式是,把兩臺渦輪風扇發動機安裝在機翼下的吊艙內,另一臺安裝在垂直尾翼內。其特點和安裝情況和裝有吊艙的及垂直尾翼中安裝一臺的情況相似。

麥道MD-11四臺噴氣發動機的安排方式比較常見的有四種。一種是四臺發動機都置于機翼下的吊艙內,這種方式多用于運輸機,但也有轟炸機采用這種形式的。

運20

四發的第二種安排方式是,把四臺發動機都并列在機身后段外部的兩側(尾吊式),其特點兩臺發動機尾吊式相近。

vc10

四發的第三種安排方式是,把發動機安裝在靠近機身的機翼內部,每邊放兩臺,這種方式的構造復雜。但一臺發動機停車時,卻可減小偏航力矩,而且還可消除或削弱短艙和機身的干擾作用。

最后一種是把四臺噴氣發動機每兩臺成為一組,安裝在機翼的底部,其特點是發動機短艙的剖面呈長方形的,上下表面形成飛機結構的一部分。機身吊裝大翼吊裝翼下和機尾安裝七、附件系統燃油系統作用:給發動機提供適量的清潔燃油,并霧化燃油,便于與空氣混合。滑油系統作用:潤滑機件,減小摩擦,降低磨損;散熱和冷卻;防止機件腐蝕等。散熱系統作用:使發動機工作的溫度保持在一個適當的范圍。點火系統功用:在發動機起動和正常工作時,使電嘴適時地產生電火花,可靠地點燃混合氣。起動系統功用:利用外部動力,使發動機由靜止狀態進入慢車工作狀態。第一章第頁18為啥中國的航空發動機技術落后?中國的火箭都能到月亮了,國產民用大客機也開始發展了,四代戰機也誕生了,為什么戰斗機上的發動機一直不能國產化呢?這個世界上

能自行制造第三代戰斗機的國家/地區有12個(暫不算配套航發按中國戰機世代劃分美俄中瑞法歐韓日臺印巴基斯坦和伊朗也算上了)能自行制造核武器的國家有9個(美俄中英法印巴以朝)能自行制造洲際彈道導彈的國家有5個(美俄中英法)能自行制造大推力軍用渦扇發動機的國家有3個(美俄中)能自行制造大涵道大推力高性能民用渦扇發動機的國家則就只剩2個了(美英:GE羅羅普惠)可以很直觀地看到在這個殘酷競爭的人類金字塔上中國目前距離塔頂還真是有段距離的。一、航發為什么這么難?第一章第頁21想象一下,蘇27的AL-31渦扇發動機最大加力推力是12.5噸,2臺AL-31可推動蘇27以超過2倍音速飛行。但AL-31的風扇直徑不到900毫米,渦輪直徑不到300毫米;基本物理學原理,力是相互作用的,也就是說這么小尺寸的風扇、渦輪反過來要時刻承受著12.5噸的力。形象一點說,大家應該都看過壯漢用喉嚨頂著鋼槍推動汽車的表演,渦扇發動機也大概如此,只是壯漢推汽車是慢慢挪動,而渦扇發動機要推動飛機以2倍音速飛行,各部件要承受住異常嚴酷的高溫高壓考驗。第一章第頁22另外,一臺用于超音速戰機的渦扇發動機直徑一般僅1米左右、長度4米左右。以AL-31為例,這么小的一個圓筒狀物體,要塞進4級風扇、9級壓氣機、2級渦輪、可收斂-擴張噴管、燃燒室、加力燃燒室,還要在之間安排冷卻空氣通道,周圍安裝燃油控制系統等。所以,設計、制造一臺高性能的渦扇發動機,可謂"螺螄殼里做道場",難度極大。在世界范圍內,掌握一流水平渦扇發動機制造技術的僅有英國羅·羅、美國普惠和通用3家公司,俄法兩國都屬于二流,這是一個真正的壟斷行業。第一章第頁第三代蘇27的AL-31發動機的渦輪前溫度是1665K,而第四代F-22的F-119發動機將這個指標提高到了1977K;AL-31的渦輪前溫度尚在普通鋼材熔點之下,但F-119的已超出約200度。要在這樣高的溫度下正常工作,F-119的渦輪采用了第三代單晶空心葉片。,只能說一片面積僅幾平方厘米的葉片具有大量自由曲面、復雜的內腔(用于進氣冷卻),還要控制合金晶體生產連續一致,這需要極高超的精密鑄造工藝。俄羅斯、中國至今尚未或是剛展開單晶空心渦輪葉片的工業化制造。二、中國航發水平為何與世界一流差距巨大?第一章第頁24我國軍事工業以蘇聯技術援助起家,擅長逆向仿制,在過去解決了多個領域的"有無"問題,甚至有輕武器專家以"山寨之王"自居。對于很多一般裝備,逆向仿制即便"不知其所以然",也至少做到"知其然"。我們非常熟悉的CFM-56,其使用在波音737、空客A320這些主流商業客機上,是世界上使用范圍最廣的渦輪風扇發動機之一,但是拆解CFM-56的難度仍然很大,幾平方厘米的葉片上分布著許多小孔,這些孔隙的作用是散熱的,小孔的位置設置極為講究,是根據氣路走向而定的……因此CFM-56的維護都是由專業公司來完成的。你要仿制別人的新型發動機,所要花的時間可能比自己從零開始研發還要多,而且仿制產品的性能還很可能不及原型機。這方面我國是有慘痛教訓的,例如"太行"渦扇發動機,其核心機就源于CFM-56,太行發動機在05年完成設計定型,但8年過去了仍然問題不斷,只用在雙發的殲11戰斗機上。單發的殲10戰斗機對發動機可靠性要求高,直到殲10B量產,殲10系列戰機都只能采用俄制AL-31FN發動機。從科研體制來看,我國以前航空發動機的研發是跟隨型號的,即要研制一款飛機,才會去研發一款配套的發動機;飛機如果下馬了,發動機也就隨之下馬了。但美英等發達國家,發動機與飛機研發基本是分開的,發動機核心機的研發提前很多。例如,美國F-22戰機所用的F-119發動機屬于第四代發動機,但美國的核心機技術已發展到第六代,用于接替F-119的第五代發動機核心機也已制造出來。第一章第頁26三、別說中國毛子都落下一大截了蘇(俄)的航空發動機制造理念不同。美國制造發動機,考慮了翻修期和壽命,因為一臺發動機能更長時間的使用,就說明飛機能更少的更換發動機,這樣比較經濟。可是蘇聯根據衛國戰爭經驗,發現坦克和飛機的實際戰場壽命往往只有幾十到一百多個小時,然后就被摧毀了,所以蘇聯設計武器就以簡單、便宜、容易大規模生產為原則。而二戰后蘇聯軍隊總是枕戈待旦準備打第三次世界大戰,所以更認為航空發動機沒有必要需要長壽命和翻修期。在這種指導思想下,蘇聯制造的發動機翻修和壽命要比美國的短得多。第一章第頁27一次上課,北航老師給我們講解毛系發動機和鷹系對比的時候,拿的老先生最得意的WP7,一個同學很細心的問燃燒室邊上為什么會有兩個像熱水瓶膽容器,而美國發動機沒有,老先生說,兩個瓶子一個裝的汽油,一個裝的純氧,大伙不解,老先生悠然自得地說,因為毛發有個毛病,容易熄火,加上J7的設計機頭進氣,導致每次導彈發完幾乎必然熄火,然后老先生轉而一臉得意,傲嬌萬丈啟動:這個時候就打進霧化汽油混合純氧,加上內燃裝置2000K+打火,所以,我們的發動機雖然容易熄火,但是空中再點火成功率百分之百!同學們不要擔心!”四、中美航空發動機技術的差距第一章第頁2880年代,當F-15戰斗機已經開始安裝推重比達到8的F-110發動機,而同一時期的中國還在落后的渦噴發動機上苦苦掙扎,如今,即便我們在WS15發動機上取得了巨大成就,但是我們仍然與美國差距至少30年。中國渦扇-10“太行”渦扇發動機及其改進型的性能指標與美國普惠F100和通用電氣F110相當,這兩款發動機是目前美軍F-15和F-16戰機的動力裝置。仍然有證據表明中航工業在擴大渦扇-10量產過程中質量穩定性控制存在問題,造成發動機可靠性不足,致使中國戰機仍然嚴重依賴俄羅斯進口發動機。第一章第頁29美國人認為中國的發動機發展差距巨大

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