航发原理-第四章进气道

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1、4.1进气道的主要特性参数本次课的主要内容¾对进气道的作用与基本要求第四章航空燃气涡轮发动机的进气道a)进气系统包括：进气道、进气道控制装置、放气门和辅助进气门、附面层吸除装置和防止外来物进入的防护装置等；b)进气道的作用：减速增压；对应教材的第二章2.1~2.4节c)要求进气道总压损失尽可能小；d)要求进气道在所有的飞行条件和发动机工作状态下，增压过程应避免过大的空间和时间上的气流不均匀性；1.进气道的主要特性参数e)要求进气道的外部阻力尽可能小；2.亚声速进气道的工作f)满足一定的隐身性要求；3.超声速进气道的工作g)满足与武器系统的兼容性要求；h)接通反推力装置或矢量喷管时，应满足对发

2、动机本身的排气以及4.超声速进气道不稳定工作状态对外来物进入发动机的最大防护要求等。5.超声速外压式进气道特性2.流量系数1.总压恢复系数实际空气质量流量ρCAAϕ===0000i捕获面积流量ρCAA00ccpσ=t2ipt0kp⎛⎞k−1k−1t22πσ≡=+⎜⎟1Maii0p0⎝⎠2a)σ↑,π↑,发动机内所有特征截面气流的总压↑,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)在亚声速飞行时，进气道的增压作用不明显，但是在超声速时，增压作用十分显著。流量系数定义示意图

3、3.阻力系数4.进气道出口的气流不均匀性–进气畸变进气道阻力X5.进气道稳定裕度C==iXi1自由流动压头参考面积×2ρCA00max2ϕ−ϕ()SM=×iib100%XXX=+附加阻力外罩阻力iϕidpibA1AMXpd=−∫()p0dAXpp=−∫()p0dAA0A1进气道附加阻力和外罩压差阻力定义示意图14.2亚声速进气道的工作二、亚声速进气道在非设计状态的工作¾用于亚声速飞机或飞行马赫数Ma0<1.6~1.7的低超声速飞机。一、亚声速进气道在设计状态的工作a)进口前流动状态由C和发动机工作状0态（转速）决定；a)一般选取巡航状态为设计状态；b)C和n确定了发动机流量，即C；01b)亚

4、声速进气道时扩张型通道；c)Ma一定时，n↑，Wa↑，C↑；01c)设计状态下，气流经进气道减速增d)0A,φ>1（图c）；0101i压；e)C=0时，φ→∞（图a）；d)A通过使C≈0.5C来确定；0i110f)C=C时，A=A,φ=1（图b）；0101ie)进口外减速增压（外压缩）的存在减g)C>C1时，A

5、跨声速飞行时的工作4.3超声速进气道的工作一、外压式进气道a)进气道在高亚音速飞行时，外部可能局部存在超声速区，从而产生激波，使进气道外阻增大；低超音速飞行时，存在弓形脱体激波；b)若迎面气流全部进入进气道内，正激波则位于进气道进口截面唇口处，φ=1（图a）；ic)若WW，正激波被‘吞入’进气道中，总压损失↑（图c）。ai在不同飞行马赫数和发动机工作状态下外压式进气道的气流流动图形¾外压式进气道与飞行马赫数的关系：二、内压式进气道a)当Ma=Ma时，斜激波相交于进气道外罩唇口

6、处，φ=1（图00,dia,d,g）；b)当MaMa时，斜激波的波角减小，斜激波进入唇口内，导致附00,d面层分离和流动损失增加（图c,f,i）。¾外压式进气道与发动机工作状态的关系：正常工况未起动a)当Ma一定时，进气道结尾正激波的位置由W决定，W↑，0a,cora,cor正激波越靠近发动机，W↓，正激波越向前移；a,corb)临界工作状态：正激波处于唇口处的工作状态（图a,d,g）；c)超临界工作状态：随着W↑，正激波被吸入进气道扩张通道a,cor中，正激波前Ma↑，σ↓，W→，p↓，（图c,f,i）；iat2起动

7、d)亚临界工作状态：随着W↓，正激波被推出进气道外，在进气a,cor道前形成弓形波，一部分气流溢出，φ<1且W↓，（图b,e,h）。ia2¾内压式进气道的起动问题：¾内压式进气道自起动的收缩比Ath/A1a)内压式进气道呈倒置的拉瓦尔喷管；a)进气道喉道面积按设计马赫数对应的速度系数确定：b)理想情况下，超声速来流进入，在收敛段减速，到喉部达到声速，Athd,0=qA(λ,d)1之后变成亚音速，并在扩张段进一