教学大纲民航概论

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v2下降 不需拉力 ?减小 ?=90° 顺桨 需反向拉力 ?<0° 逆桨、反桨 3.恒速变矩螺旋桨:由转速调节器自动调节桨矩 喷气发动机+螺旋桨 涡桨 螺旋桨飞机的限制:

800km/h以下 200-700km/h效率很高,支线飞机 速度增加,叶尖接近音速 三、空气喷气发动机 turbojet

1. 喷气发动机原理

化学能转化为机械能 推力 1) 1) 推力的产生

发动机内的气流燃烧,膨胀,向后排出,产生反作用力,飞机向前 F=ma=m[(v2-v1)/?t]=(m/??t)(v2-v1)=G(v2-v1) G 每秒喷出的燃气的质量

F=G(v-v0) v 燃气喷出的速度 v0 飞行速度 依靠内部气体的排出产生的反作用力 高空、无空气处不受影响 而螺旋桨依靠外部介质(空气)产生的反作用力 高空受影响 2) 2) 能量的转化

热能转化为机械能 活塞式:封闭空间点燃

喷气式:开敞空间燃烧 不需坚固的器壁,连杆,曲轴 重量轻 喷气式类型

自带燃油,氧化剂——火箭发动机 从空气中获得氧气——空气喷气发动机

带压气机的涡喷:进气道,压气机,燃烧室,涡轮,尾喷管 比较:活塞式发动机做功是周期性的,涡喷发动机是连续的 活塞式 涡喷 进气 压缩 燃烧,膨胀 排气 进气冲程 压缩冲程 工作冲程 排气冲程 进气道 压气机 燃烧室,涡轮 尾喷管 2. 涡喷构造

1)进气道 inlet

使进入发动机的空气流平稳地,以稳定的流速连续进行 有防冰装置 2)压气机 compressor

作用:使空气压力增大,密度增大 前大后小,前铝合金,后合金钢

喘振:气流在压气机内往返振动,中间级放气可防止喘振

轴流式压气机:沿发动机轴向逐级压缩 9级增加7.14倍,温度500K以上 离心式压气机:依靠离心力把气体压向叶轮的外缘 3)燃烧室

燃油雾化后喷入,与高压空气混合后点燃

现代大型飞机发动机使用环形燃烧室,由内外四层壳体组成 内壁和外壁

中间是火焰筒 火焰温度2000℃以上,火焰筒温度900-1000℃ 其他燃烧室:单管燃烧室,多个独立管状燃烧室组成(6-16个) 联管燃烧室,多个管状火焰筒,由联焰管连通 4)涡轮

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高速旋转,在气流作用下做功 带动压气机转动 1级到多级

构造:前小后大

材料:耐高温合金材料 涡轮前温度1400℃ 5)尾喷管

圆筒状 喷口处面积缩小使排出气流流速增加 整流锥 使环形气流变为柱形

反推 打开时,气流产生向后的拉力,使飞机减速 涡喷特点: 重量轻,推力大,高速性能好 油耗大,经济性差 3. 涡桨发动机

涡轮输出轴功率带动螺旋桨 构造和涡喷基本相同 增加两个要求

① ① 涡轮级数相应增加 ② ② 减速机构

为使发动机紧凑,可采用离心式压气机

也有采用两套涡轮:燃气涡轮连压气机;自由涡轮转速低,连螺旋桨减速器 动力分配:90%拉力(螺旋桨产生),10%推力(尾喷管产生) 应用: 800km/h以下

油耗接近活塞式,燃烧煤油,马力大,用于中速支线飞机 4. 涡扇发动机

高亚音速 实现低油耗飞行

压气机前加几级风扇,之后气流分成两部分

外涵道:气流从核心发动机外流过,产生推力,类似螺旋桨

内涵道:气流通过核心发动机,推动涡轮,从尾喷管排出,与涡喷相同 结构特点:叶片缩短,有限涵道,避免叶尖激波 涵道比:外/内涵道流量比 一般在5-8之间 大 经济性高

太大 阻力上升,制造困难 涡轮前温度:1250℃ 增压比27

涡扇发动机特点:空气流量大 推力大 高亚音速时油耗低,噪音低 N?v 民航飞机上应用广泛 5. 涡轴发动机

应用于直升机和只输出轴功率而不需要喷气动力的机械的一种涡轮发动机 构成:两套涡轮 一套带动压气机;另一套专门输出功率 自由涡轮带动减速器进而带动旋翼 喷气通过自由涡轮后动力很小 涡轴发动机的特点:

结构重量轻,功率大,油耗低

制造困难,技术复杂,减速器重量大,初成本高 6. 涡喷发动机的附属系统

1)燃油系统

把储油装置(油箱)和发动机连接起来,按预定的油量和程序向发动机供油 2)启动系统

带动发动机启动,有电动机启动和空气启动 3)附件传动系统

减速齿轮装置,为飞机的液压,气压和电气装置提供动力 4)润滑系统

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对涡轮发动机的所有齿轮,轴承用润滑油润滑和冷却

组成:滑油箱,滑油泵,供油管道,供油喷嘴,回油管道,冷却装置 5)控制仪表系统

使驾驶员能控制和选择发动机的状态,通过仪表监视发动机的工作情况 压力表,温度表,转速表,燃油流量和油量表,振动指示器,扭矩表 6)冷却系统

大部分由空气冷却,齿轮箱,轴承由滑油冷却 四、发动机的性能和安装

1. 发动机的性能

功率在输出轴上得到 轴马力

推力 千牛或磅(力) 功率和推力的关系:P?F?v 推进效率

耗油率: 千克(油量)/马力小时 (螺旋桨) 千克(油量)/千牛小时 (喷气) 耗油率越低越好

重量: 功率重量比 马力重量比 (螺旋桨)

推力重量比 公斤力/公斤 (喷气) 越高越好 2. 发动机的安装位置

螺旋桨发动机 机身前段 机翼上

喷气式发动机 机翼根部 中部短舱内 噪音大、振动大 机翼下发动机吊舱内 翼吊布局 机身尾部 尾吊布局 混合布局 如MD11 五、辅助动力系统(APU)

向飞机提供电力,压缩空气 飞前:APU供电启动主发动机

起飞时:APU提供电力和压缩空气 115V 三相交流电 降落后:APU提供电力和空调 空中发动机停车:APU启动

APU是一个完整的独立系统,进气口位于垂尾附近、机身上方,排气口位于尾锥处朝下 有独立的附加齿轮箱,润滑系统,冷却系统,防火系统 ECU协调APU的启动,操纵,监控,空气输出 显示在EICAS上

第五节 飞机电子仪表装置

飞机感知外部情况:控制飞行状态的核心

早期简单飞行仪表:飞行控制实现自动化:辨别航向、适应气象条件、低能见度着陆; 选择最佳航线、最大飞行状态; 综合彩色显像管显示:重量下降,费用上升 一、一、通信系统(communication system)

使飞机在飞行的各阶段中与地面航管人员、维修人员保持双向语音信号联系; 包括:VHF HF SELCAL AIS 1、 1、 VHF:

目视范围内通信,300m高度处为74km

用于飞行,降落或通过管制空域时,机组人员和地面人员的双向语音通信; 组成:收发组、控制盒、天线;

频率范围:110.000~135.975MHz,25kHz间隔,720个频道

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AM:121.500MHz 2、 2、 HF:

远距离通信,短波,电离层反射,几千公里; 在飞行中保持基地与远方航站的联络; 频率范围:2-30MHz,1KHz间隔,SSB 组成:收发组、天线耦合器、控制盒、天线 3、 3、 SELCAL:

地面呼叫飞机时,灯光、音响通知,四位八进制代码,通过MF、VHF 4、 4、 AIS:

(1) (1) 飞行内话:

音频选择器+相应开关线路;

驾驶员用音频选择盒,将话筒连接到所选择的通信系统 TX 使该系统的音频信号输入驾驶员耳机或扬声器RX 也可受导航音频或机组通话;

(2) (2) 勤务内话:

有机上各服务站位组成内话系统:驾驶舱、客舱、货舱服务员站位,地面服务维修人员站位;

(3) (3) 客舱广播及娱乐系统:

向旅客广播通知,放送音乐,常见的是通道音乐广播设备,录像稿播放设备;

(4) (4) 呼唤系统:

组成:各站位呼唤灯、谐音器、呼唤按钮;

工作:某内话站位上按下要通话的站位按钮,该站位扬声器响,指示灯亮; 按旅客座椅上按下乘务员按钮,乘务员舱位指示灯亮;

二、二、导航系统:

飞机按预定行新,准确达到预定位置,完成航行任务; 1、1、ADF:

磁罗盘:用磁针只是出地球上N、S极的仪表;

ACF:用无线电信号测定飞机纵轴与地面导航台的相对方位,精度2°~5° 频率范围:100~200kHz 中波波段,地面设NDB 组成:RX,环形天线(方向性、唯一)、垂直天线、控制器、指示其 转动COOP—〉固定COOP+测角器

RMI:盘有磁罗盘带动,针由VOR/ADP带动; 2、2、DME:

用往返电磁波的时间测飞机到地面台的斜据,显示在HSI上,以海里为单位; 频率:f问:1025~1150MHz,f答=f问?63MHz 3、3、RA:

利用无线电波的频差测飞机与地面时间的高度,0~2500ft或0~5000ft,起飞、着陆时用; 组成:RX、TX、RX天线、TX天线、指示器; 频率:4200~4400MHz,FM; 4、4、VOR:

测向:测磁北到导航台的方位;

?基:30Hz对9960Hz副载波先调频,再对载波调幅 ?可:30HZ对载波调幅。

比较?基和?可的相位差

5、5、ILS: F2.25

引导飞机沿正确的航道下滑着陆。 地面设备:

Loc信标:引导飞机对准跑道中心线 108.1MHz~119.5MHz G/S信标:引导飞机对准一定的坡度下滑 329.15MHz~335.00MHz MB信标:在离跑道入口端一定位置检查飞机通过信标台的高度、速度 75MHz

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