飞机动力装置习题
燃气涡轮发动机一般分为哪几种类型?
答:涡轮喷气发动机,涡轮螺旋桨发动机,涡轮风扇发动机,涡轮轴发动机。
根据压气机类别的不同,涡轮喷气发动机分为哪两种?
答:轴流压气机式涡轮喷气发动机,离心压气机式涡轮喷气发动机
燃气发生器(或发动机核心机)的组成。
答:压气机,燃烧室,涡轮。
说明推力随飞行高度的变化是如何变化?并画出推力~飞行高度变化曲线。
答:飞行高度增加,发动机产生的推理下降(密度相关,图像的呈下降型的,到飞行高度达到36000英尺(同温层)的时候,下降斜率变大!)
说明推力随大气温度的变化是如何变化?并画出推力~大气温度变化曲线。
答:大气温度升高会使发动机的进气量减少,从而使发动机的推理下降(图像是下降型的)。
何为发动机的耗油率(SFC)?(P14)
答:发动机产生单位推力(如每千克推力或每牛顿推力)在单位时间内(每小时)所消耗的燃油量(单位是:千克/(牛顿*小时))
涡轮喷气发动机的基本组成。(P14)
答:进气道,压气机,燃烧室,涡轮,微喷管,附件传动系统以及起动,燃油,点火和滑油系统。
轴承腔为什么要封严?封严的措施(方法)主要有几种?(P22)
答:为了防止滑油漏入气流通道,另外,涡轮燃气通道中的高温燃气也不能向轴承腔泄漏,否则会对滑油有一定的影响。轴承腔封严常用的方法有迷宫式(蓖齿封严)封严和碳封严。
压气机转子和涡轮转子之间的连接需要传递的负荷有哪些?常用的连接方式有哪些?(P27)
答:扭矩,轴向力和弯曲力。螺栓连接,套齿连接和圆弧端齿联轴器连接。
压气机的功用是什么?(P30)
答:吸入并压缩空气,为燃气膨胀做功创造条件。
轴流式压气机与离心式压气机各自的优缺点。(P31)
答:离心式压气机的优点是坚固,强度好,容易研制和制造,并且单级增压比高;其缺点是迎风面积大。在相同气体流量下,轴流式压气机的迎风面积比离心式压气机要小很多。轴流式压气机的级增压比小,但多级组合后,可获得高的增压比,且效率高。由于空气流量是决定发动机推力大小的一个重要因素,所以在相同迎风面积的情况下,采用轴流式压气机可获得更大的推力,另外,采用多级轴流压气机,还可获得高增压比。
压气机的增压比是如何定义的,并写出其表达式。(P33)
答:压气机出口压力P2和进口压力P1的比。π=P2/P1。
画出压气机其中一级的叶栅平面图。(P33)
多级轴流式压气机的环形通道面积为何要逐渐减小?为了实现这一目的,其设计方法有哪三种?(P38)
答:以便使流过各级的气流轴向速度相等或下降很小。外径,等中径和等内径。
为何压气机叶片沿叶高方向是扭转的?(P43)
答:为了满足不同基元级的流动需要。
什么是轴流式压气机的喘振?喘振的根本原因是什么?喘振有何危害?(P44)
答:喘振是指气流沿压气机轴线发生的低频率,高振幅(强烈的压力和空气流量波动)的气流振荡现象。发生喘振的根本原因是进入压气机的空气流量不能与压气机转速相适应。危害:喘振时,气流的压力和流量都会发生这种脉动,同时压气机的效率和增压比会大大降低,气流的这种不均匀的脉动,会使压气机的叶片发生剧烈振动,在叶片上产生很大的应力,造成工作叶片和静子叶片的疲劳断裂,当喘振发生时,由于气流的倒流,使进入燃烧室的空气减少,从而会造成排气温度升高或超温,控制不好就会烧坏发动机。
发动机常用的防喘措施有哪些?(P45,注意除了所列4项,还应加上“双转子”)
答:可调静子叶片,进口导向叶片,以及放气活门,机匣处理,双转子。
什么叫涵道比?(P5)
答:涡轮风扇发动机的外涵道和内涵道的空气流量之比
压气机转子的三种基本结构形式。(P47)
答:鼓式,盘式和盘鼓混合式
高压压气机第一级叶片比较高,所以常带有凸台,其目的是什么?(P51)
答:以增强叶片的抗振和抗外来物损伤的能力。
何为余气系数?何为理论空气量?(P76)
答:把实际空气量和理论空气量的比值叫做余气系数。把单位质量的燃料完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。
火焰稳定存在的条件。(P77)
答:火焰前锋根部存在V(流动速度)=Un(火焰传播速度)的速度平衡点。
燃烧室有哪三种结构类型?(P80)
答:单管燃烧室,环管燃烧室和环形燃烧室
常用的燃油喷嘴有哪三种?(P89)
答:离心喷嘴,蒸发式喷嘴,气动雾化喷嘴。
离心喷嘴为何常采用双路离心喷嘴?(P90)
答:离心喷嘴的供油量与油压的平方根成正比,这样单路离心喷嘴的供油量的变化范围就很小,很难满足大推力发动机对油量变化的要求。所以。。。
火焰筒目前常用的冷却技术有哪2种?(P95)
答:气膜冷却和发散冷却。
涡轮的作用是什么?(P101)
答:是把燃气中的部分或大多数能量转化为机械能,带动压气机转子和附件转动
涡轮有哪三种形式?燃气发动机上常用哪种形式涡轮?(P101)
答:冲击式涡轮,反力式涡轮,反力-冲击式涡轮(常用)。
冲击式涡轮与反力式涡轮有何区别?(P101)
答:看书
什么叫涡轮落压比?(P104)
答:涡轮前燃气的压力P3与涡轮后燃气的压力P4的比值
影响涡轮功的因素有哪些?分别说明涡轮落压比、涡轮前燃气温度和涡轮效率变化对涡轮功有何影响?(P104)
答:1)涡轮落压比2)涡轮进口的燃气温度3)涡轮效率。(与做功成正比关系)
当采用多级涡轮时,燃气的膨胀功在各级中是如何分配的?(P106)
答:从前到后逐级下降。
涡轮叶片从叶根到叶尖是扭转的,从叶根到叶尖叶片的扭转角如何变化?(P106)
答:逐渐增大。
为什么涡轮的级数比压气机的级数少?(P107)
答:因为涡轮的级功率要比压气机的大很多
涡轮叶片有带冠和不带冠两种,各有何优缺点?(P110)
答:不带冠的叶片可在更高的转速下工作,但由于叶尖漏气损失大,所以,其效率低些。叶片带冠后,当把叶片组装到涡轮盘上后,叶冠可在叶尖形成封严环,起到减小叶尖漏气的作用,使涡轮的性能更好。但叶冠旋转时会产生很大的离心力,因此,它也限制了涡轮的转速。
现代涡轮发动机的涡轮叶片一般都采用空气冷却技术,其冷却形式有哪三种?(P111)
答:对流,冲击,气膜冷却。
37.什么叫涡轮径向间隙?
答:涡轮机匣与工作叶片叶尖之间的距离叫涡轮径向间隙
38.什么是主动间隙控制和被动间隙控制?(P119)
答:主动间隙控制:是根据发动机功率的大小来控制冷却空气量的多少,实现在发动机的整个工作过程涡轮叶尖间隙最佳;
被动间隙控制并不根据发动机的工作状况而改变冷却空气量的多少,只要发动机工作,就把一定量的冷却空气引到涡轮机匣外表面,对机匣进行冷却。
39.什么是反推装置?(P135)常用的反推装置有哪两种?(P136.P146)
答:反推装置是:使排气系统向前排气,产生反推力。气动阻塞式和机械阻塞式。
40.喷管的形状有哪两种?(P133)
答:收敛喷管和收敛-扩张喷灌
41.什么是附件传动装置?(P152)
答:把发动机转子的功率,转速传输给附件并驱动附件以一定转速和转向工作的齿轮系及其传动轴的组合叫做附件传动装置。
42.内部齿轮箱(中心传动装置)功用是什么?(P154)
答:把发动机转子的转动传给径向驱动轴。
43.在双转子或三转子发动机中内部齿轮箱一般由哪个转子驱动?其目的是什么?(P154)
答:一般由高压转子驱动。目的是为了减轻起动机的负担
44.对附件齿轮箱的安装有何要求?(P159)
答 :一般附件齿轮箱装在环境温度比较低的区域,为了减小飞行阻力,应尽量减少发动机的迎风面积,保证动力装置的流线外形,附件齿轮箱一般“包”在机匣周围;另外附件齿轮箱的位置还应便于维护人员接近。
45.滑油系统的作用(功用)是什么?(P167)
答:冷却,减小摩擦,清洁作用,为其他系统提供工作介质。
46.为何滑油系统的回油系统的回油能力要大于供油系统的供油能力?(P171)
答:由于润滑后的滑油温度高而且还混有空气,所以为了是滑油能在系统内正常循环,回油系统的回油能力要大于供油系统的供油能力(至少是2倍)。
47.磁堵的作用是什么?(P178)
答:收集滑油中的铁性颗粒
48.什么叫干槽系统、湿槽系统?(P183)
答:早期的涡轮发动机没有专门的滑油箱,而是把滑油放在附件齿轮箱内,这样齿轮箱内部的部件一般就靠飞溅润滑,通常把这种滑油系统叫做湿槽系统。现代涡轮发动机一般都带有滑油箱,相应的把这种滑油系统叫干槽系统。
49.什么是调压式滑油系统?(P183)什么是全流式滑油系统?(P184)
答:调压式滑油系统,对送到轴承腔,附件齿轮箱等这些需要润滑的区域的滑油量的控制是通过把供油压力限制在某一恒定的压力值来实现的。为此在供油路要装一个调压活门,来控制供油压力。当油压大雨设定值时,此活门打开,把多余的滑油送回到油箱或油泵的进口。压力调节后的滑油经过滤和冷却后被送往需要润滑的各区域。
全流式滑油系统,在供油路上不安装调压活门,供油泵打出的滑油全部被送到润滑区域。
50.发动机燃油系统的作用是什么?(P204)
答:在各种工作状态下,把燃油以合适于燃烧的形式,连续不断地供往燃烧室,并满足发动机气动,加速,减速和稳定状态下工作时,对燃油量的不同要求。
51.发动机燃油控制系统有哪三种基本类型?(P210)
答:传统的机械液压式燃油控制系统,电子监控型机械液压式燃油控制系统,全功能数字式电子控制系统。
52.发动机电子控制系统分为哪两大类?(P217)
答:电子监控型,全功能数字式电子控制(FADEC)
53.简单的机械液压式和气动机械式燃油控制器的工作过程。(参看课件)
答:
54.发动机起动过程中,常见的故障有哪些?(P241)
答:压气机失速,起动悬挂,热起动和起动超温等。
55.空气涡轮起动机的基本组成。(P243)
答:单级涡轮,减速齿轮系,离合器和输出轴。
56.什么叫冷转、干冷转、湿冷转?(P255)
答:冷转:就是用起动机带转发动机。
干冷转:只是带转发动机,点火和燃油系统都不工作,一般用来检查发动机有无漏油现象或是吹除燃烧室内未燃烧的燃油。
湿冷转是指气动带转发动机时,当转到一定转速后,接通燃油系统,但不点火。湿冷转时会看到燃油从尾喷管喷出,用来检查燃油系统的情况。
画出发动机起动过程曲线,并加以说明。(P256)
第一阶段从起动机转动开始到燃油系统供油,点火系统点火,涡轮开始发出功率为止。发动机完全考起动机带动,转子转速从静止到n1.转子加速所需的功率完全由起动机提供。
第二阶段是从涡轮产生功率起,到起动机脱开为止。转子转速由n1加速到n2,。转子加速的功率由起动机和涡轮共同提供。
第三阶段是自起动机脱开到慢车转速。发动机靠涡轮功率加速,转子转速由n2加速到n3(慢车转速)。到慢车时,剩余功率为零,转子稳定在慢车转速。
58.发动机为什么要防冰?哪些部位易结冰?防冰方法主要有哪些?(P259)
答:影响气体流动,影响发动机进气,而且还会影响压气机的工作和性能,还可能造成压气机失速或喘振。若冰脱落,被发动机吸入还可能打坏发动机。
易结冰部位:进气道前缘,探头,进气锥,风扇叶片桨叶
方法:一种是阻止冰的生成,另一种是除冰系统,即允许结冰,但在冰落之前把它除掉
59.发动机指示系统一般给出哪些参数?(P269)
答:转子转速,发动机排气温度,发动机压比(EPR),燃油流量,发动机转子的振动情况,滑油压力,滑油温度和滑油量。
60.现在常用的风扇配平方法有哪两种?(P304)
答:试配重法和一次配平法。
61.对于民用飞机来说,动力装置的安装位置有何要求?(P314)
答:不影响进气道的效率,发动机的排气要远离机身;容易接近,便于维护。
62.在现代民用飞机上,发动机在飞机上的安装布局常见的有哪几种?(P314)
答:翼下吊装,机身尾部两侧安装和埋于机身内。
63.为何发动机安装后应允许发动机能径向和轴向自由膨胀?(315)
答:因为发动机在工作过程中,各机匣的膨胀收缩是不同的。
64.进气道的作用是什么?进气道有哪两种?在现代大型民用飞机上采用何种进气道?(P319)
答:作用就是在各种工作情况下,向发动机提供足够的空气,并保证气流能平滑地进入发动机,以使压气机能稳定地工作。进气道有两种:亚音速和超音速进气道。现代大型民用飞机采用亚音速进气道。
65.何为发动机大修?什么叫发动机在翼维护?在翼维护又分哪两种?(P330)
答:发动机大修是指把发动机从飞机上拆下来,送回大修厂,把发动机分解而进行的一系列修理。发动机在翼维护是指发动机在翼的情况下,对发动机所做的一系列维护和修理工作。在翼维护分为:航线维护和定期维护。
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