发动机原理第二章尾喷管shangza

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、尾喷管功能及设计要求,1,、功能,燃气膨胀加速，气流高速排出，产生反作用推力；,调节,喷管临界截面积改变发动机工作状态；,推力,换向,。,2,、设计要求,流动损失小,尽可能完全膨胀,排气方向尽可能沿所希望的方向,根据需要，截面积几何尺寸可调,噪音低,（,1,）纯收敛型,（,2,）收敛,-,扩张型,二、尾喷管的分类,尾喷管的分类：,（,1,）纯收敛型,（,2,）收敛,-,扩张型,二、尾喷管的分类,纯收敛型喷管的工作状态：,亚临界,临界,超临界：,亚临界及临界的推力公式：,超临界的推力公式,：,思考：哪种工作状态尾喷管完全膨胀？,三、纯收敛型尾喷管,喷管排气速度,三、纯收敛型尾喷管,纯收敛型,出口气流速度最高只能达到当地音速，,也就是说,尾喷口实际排气速度：,完全膨胀时的排气速度：,这将造成推力损失,三、纯收敛型尾喷管,示例：,某发动机采用纯收敛型喷管，其进口空气流量,100kg/s,，飞行速度,500m/s,环境压力,100000Pa,，喷管内总压,580000Pa,，总温,1000K,。（忽略发动机进、排气的流量差异，忽略流动损失，假设燃气的比热比为,1.33,）,（,1,）判断喷管工作状态。,（,2,）计算尾喷管出口静压,（,3,）计算尾喷管排气速度,（,4,）计算发动机推力,（,5,）若改进尾喷管，使气体能够完全膨胀，那么发动机推力将提高多少？,三、纯收敛型尾喷管,（,1,）判断喷管工作状态。,（,2,）计算尾喷管出口静压,三、纯收敛型尾喷管,（,3,）计算尾喷管排气速度,（,4,）计算发动机推力,K,不是比热比,三、纯收敛型尾喷管,（,5,）若气体在尾喷管中能够完全膨胀，那么发动机推力将能够提高多少？,三、纯收敛型尾喷管,特点,出口气流速度最高只能达到当地音速,当气流在出口不能达到完全膨胀时,喷管处于超临界状态,p,9,p,0,推力,F,和推力损失系数,V,9,气流完全膨胀速度,飞机以高超音速飞行时，采用纯收敛喷管将导致推力损失约,23%,三、纯收敛型尾喷管,对于高可用膨胀比喷管，纯收敛尾喷管将造成推力损失，如何解决？,解决方法：增加一段扩张通道，使燃气膨胀为超音速气流,四、收敛,-,扩张型尾喷管,气体流速、马赫数与通道截面积的关系：,为使达到音速的气流继续膨胀，必须用扩张通道,收敛,-,扩张型尾喷管主要类型,固定的收敛,-,扩张喷管,可调的收敛,-,扩张喷管,带中心锥体的喷管,引射喷管,四、收敛,-,扩张型尾喷管,未完全膨胀,过渡膨胀,（,1,）固定的收敛扩张型喷管,当喷管为固定的面积比,A,9,/A,8,时，只对应某一个特定的膨胀比，可以使气流在喷管出口达到完全膨胀，偏离此膨胀比，都会造成推力损失。,四、收敛,-,扩张型尾喷管,（,2,）可调的收敛扩张型喷管,随飞行状态变化,由马达带动作动筒拉动拉杆,改变喷管临界截面积、出口截面积,使气流尽可能在出口处达到完全膨胀。,四、收敛,-,扩张型尾喷管,（,3,）带中心锥体的喷管,由中心锥体和外罩组成,外罩出口处形成喷管临界截面,气流绕外罩唇口产生膨胀波，膨胀加速,沿轴向移动中心锥体实现,临界截面调节,四、收敛,-,扩张型尾喷管,（,4,）引射喷管,由一个纯收敛喷管和一个同心的外套筒组成。,收敛喷管排出发动机高压燃气，引射外套筒的二股气流；,主气流在周围亚音气流中膨胀，形成“流体”壁面扩张段，主继续加速降压。,形成的“流体”壁面可以随主气流压力变化自动调节。,四、收敛,-,扩张型尾喷管,其他喷管,垂直,/,短距起降喷管,推力矢量喷管,反推喷管,五、其他,喷管,反推装置,五、其他,喷管,垂直,/,短距起降喷管,五、其他,喷管,五、其他,喷管,矢量喷管,进气道,尾喷口,减速增压（高速飞行时）,增速减压,亚音速进气道为扩张型,低,Ma,飞机发动机喷口为收缩型,超音速进气道：超音,-,亚音,缩扩型尾喷口：亚音,-,超音,逆压力梯度（静压增加）,顺压力梯度（静压下降）,飞行速度越快，冲压比越大,可用膨胀比越高，排气速度越大,飞行速度越快，滞止温度越高,排气总温越高，排气速度越大,调节临界面积可改善起动性能,调节临界面积可改变发动机状态,进气道与尾喷管比较,气流经过尾喷管，静温降低，静压也降低；,如果不考虑散热和流动损失，气流在尾喷管中总温、总压保持不变；,如果纯收敛喷管工作于临界状态，保持喷管内总温不变，增加喷管内的总压，其排气速度不变，但排气流量增加；,如果纯收敛喷管工作于临界状态，保持喷管内总压不变，增加喷管内的总温，其排气速度增加，但排气流量下降；,对于收敛,-,扩张型喷管，其最大排气马赫数由喷管的喉道面积与出口面积之比决定；,气流速度一定是在尾喷管的喉道位置达到最大。,X,判断题,