航發(fā)原理-第四章進(jìn)氣道

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1、4.1進(jìn)氣道的主要特性參數(shù)本次課的主要內(nèi)容?對(duì)進(jìn)氣道的作用與基本要求第四章航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道a)進(jìn)氣系統(tǒng)包括：進(jìn)氣道、進(jìn)氣道控制裝置、放氣門(mén)和輔助進(jìn)氣門(mén)、附面層吸除裝置和防止外來(lái)物進(jìn)入的防護(hù)裝置等；b)進(jìn)氣道的作用：減速增壓；對(duì)應(yīng)教材的第二章2.1~2.4節(jié)c)要求進(jìn)氣道總壓損失盡可能??；d)要求進(jìn)氣道在所有的飛行條件和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下，增壓過(guò)程應(yīng)避免過(guò)大的空間和時(shí)間上的氣流不均勻性；1.進(jìn)氣道的主要特性參數(shù)e)要求進(jìn)氣道的外部阻力盡可能?。?.亞聲速進(jìn)氣道的工作f)滿足一定的隱身性要求；3.超聲速進(jìn)氣道的工作g)滿足與武器系統(tǒng)的兼容性要求；h)接通反推力裝置或矢量噴管時(shí)，應(yīng)滿足對(duì)發(fā)

2、動(dòng)機(jī)本身的排氣以及4.超聲速進(jìn)氣道不穩(wěn)定工作狀態(tài)對(duì)外來(lái)物進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的最大防護(hù)要求等。5.超聲速外壓式進(jìn)氣道特性2.流量系數(shù)1.總壓恢復(fù)系數(shù)實(shí)際空氣質(zhì)量流量ρCAA?===0000i捕獲面積流量ρCAA00ccpσ=t2ipt0kp??k?1k?1t22πσ≡=+??1Maii0p0??2a)σ↑,π↑,發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)所有特征截面氣流的總壓↑,W↑∝σ↑,iiaip↑∝σ↑,π↑∝σ↑,F↑,sfc↓；t7iCPib)σ↓1%,F↓1.5%~2%,sfc↑0.3%~0.5%；ic)Ma≈0.6~0.7；2d)在亞聲速飛行時(shí)，進(jìn)氣道的增壓作用不明顯，但是在超聲速時(shí)，增壓作用十分顯著。流量系數(shù)定義示意圖

3、3.阻力系數(shù)4.進(jìn)氣道出口的氣流不均勻性–進(jìn)氣畸變進(jìn)氣道阻力X5.進(jìn)氣道穩(wěn)定裕度C==iXi1自由流動(dòng)壓頭參考面積×2ρCA00max2???()SM=×iib100%XXX=+附加阻力外罩阻力i?idpibA1AMXpd=?∫()p0dAXpp=?∫()p0dAA0A1進(jìn)氣道附加阻力和外罩壓差阻力定義示意圖14.2亞聲速進(jìn)氣道的工作二、亞聲速進(jìn)氣道在非設(shè)計(jì)狀態(tài)的工作?用于亞聲速飛機(jī)或飛行馬赫數(shù)Ma0<1.6~1.7的低超聲速飛機(jī)。一、亞聲速進(jìn)氣道在設(shè)計(jì)狀態(tài)的工作a)進(jìn)口前流動(dòng)狀態(tài)由C和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀0態(tài)（轉(zhuǎn)速）決定；a)一般選取巡航狀態(tài)為設(shè)計(jì)狀態(tài)；b)C和n確定了發(fā)動(dòng)機(jī)流量，即C；01b)亞

4、聲速進(jìn)氣道時(shí)擴(kuò)張型通道；c)Ma一定時(shí)，n↑，Wa↑，C↑；01c)設(shè)計(jì)狀態(tài)下，氣流經(jīng)進(jìn)氣道減速增d)0A,φ>1（圖c）；0101i壓；e)C=0時(shí)，φ→∞（圖a）；d)A通過(guò)使C≈0.5C來(lái)確定；0i110f)C=C時(shí)，A=A,φ=1（圖b）；0101ie)進(jìn)口外減速增壓（外壓縮）的存在減g)C>C1時(shí)，A

5、跨聲速飛行時(shí)的工作4.3超聲速進(jìn)氣道的工作一、外壓式進(jìn)氣道a)進(jìn)氣道在高亞音速飛行時(shí)，外部可能局部存在超聲速區(qū)，從而產(chǎn)生激波，使進(jìn)氣道外阻增大；低超音速飛行時(shí)，存在弓形脫體激波；b)若迎面氣流全部進(jìn)入進(jìn)氣道內(nèi)，正激波則位于進(jìn)氣道進(jìn)口截面唇口處，φ=1（圖a）；ic)若WW，正激波被‘吞入’進(jìn)氣道中，總壓損失↑（圖c）。ai在不同飛行馬赫數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下外壓式進(jìn)氣道的氣流流動(dòng)圖形?外壓式進(jìn)氣道與飛行馬赫數(shù)的關(guān)系：二、內(nèi)壓式進(jìn)氣道a)當(dāng)Ma=Ma時(shí)，斜激波相交于進(jìn)氣道外罩唇口

6、處，φ=1（圖00,dia,d,g）；b)當(dāng)MaMa時(shí)，斜激波的波角減小，斜激波進(jìn)入唇口內(nèi)，導(dǎo)致附00,d面層分離和流動(dòng)損失增加（圖c,f,i）。?外壓式進(jìn)氣道與發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的關(guān)系：正常工況未起動(dòng)a)當(dāng)Ma一定時(shí)，進(jìn)氣道結(jié)尾正激波的位置由W決定，W↑，0a,cora,cor正激波越靠近發(fā)動(dòng)機(jī)，W↓，正激波越向前移；a,corb)臨界工作狀態(tài)：正激波處于唇口處的工作狀態(tài)（圖a,d,g）；c)超臨界工作狀態(tài)：隨著W↑，正激波被吸入進(jìn)氣道擴(kuò)張通道a,cor中，正激波前Ma↑，σ↓，W→，p↓，（圖c,f,i）；iat2起動(dòng)

7、d)亞臨界工作狀態(tài)：隨著W↓，正激波被推出進(jìn)氣道外，在進(jìn)氣a,cor道前形成弓形波，一部分氣流溢出，φ<1且W↓，（圖b,e,h）。ia2?內(nèi)壓式進(jìn)氣道的起動(dòng)問(wèn)題：?內(nèi)壓式進(jìn)氣道自起動(dòng)的收縮比Ath/A1a)內(nèi)壓式進(jìn)氣道呈倒置的拉瓦爾噴管；a)進(jìn)氣道喉道面積按設(shè)計(jì)馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的速度系數(shù)確定：b)理想情況下，超聲速來(lái)流進(jìn)入，在收斂段減速，到喉部達(dá)到聲速，Athd,0=qA(λ,d)1之后變成亞音速，并在擴(kuò)張段進(jìn)一