擂烯息差位氛构乔斑点绕杠纠
作业第一讲 航空燃气涡轮发动机概述 第一讲 课后作业
1、 燃气涡轮发动机是如何分类的?各自的特点及应用范围为何?
评分规则: 燃气涡轮发动机分类包括:燃气涡轮喷气发动机(或涡喷发动机、WP)、燃气涡轮风扇发动机(或涡扇发动机、WS)、涡轮螺旋桨发动机(或涡桨发动机、WJ)、涡轮轴发动机(或涡轴发动机、WZ)、桨扇发动机、地面/舰船/车辆用燃气涡轮发动机。得分要求:满分3分,答出5种及5种以上发动机类型,得3分;答出3~4种发动机类型,得2分;答出1~2种发动机类型,得1分;无作答,不得分。
特点及应用范围: 涡轮喷气发动机:由高速排出的高温燃气获得推力,耗油率高。在高马赫数飞行时效率较高。涡轮风扇发动机:具有内外两个涵道,经过风扇的部分气体进入外涵道不参与燃烧,与燃烧后的内涵气体混合后排出。耗油率较低,推力大,噪声小,迎风面积大。小涵道比涡扇发动机是战斗机的主要动力,大涵道比涡扇发动机是大型客机和军用运输机的主要动力。涡轮螺旋桨发动机:核心机燃气在自由涡轮中膨胀做功,通过减速器驱动螺旋桨,大部分推力由螺旋桨产生。受到直径较大的螺旋桨限制,飞行速度受限,多用于马赫数0.5~0.7的飞机。其推进效率高,耗油率低,目前多用于支线客机。涡轮轴发动机:基本与涡轮螺旋桨发动机相同,燃气能量几乎完全在自由涡轮中膨胀,由涡轮输出功率。多用于直升机。桨扇发动机:可大幅降低燃油消耗率,提高效率;但桨扇产生噪音对飞机客舱影响很大,需发展降噪技术。可用于民用客机、运输机。得分要求:满分2分,不要求完全一致,意思对即可;答出3种或3种以上类型发动机特点、应用范围,得2分;答出1~2种类型发动机特点、应用范围,得1分;无作答,不得分。
2、 高涵道比涡扇发动机发展历程为何?其具有什么技术特点?
评分规则: 发展历程:20世纪60年代早期涡扇发动机的涵道比小——220世纪70年代后期,发展了高涵道比(6左右)的涡扇发动机。20世纪80年代发展了高涵道比(8左右)的涡扇发动机。20世纪90年代发展了高可靠性高涵道比(8左右)涡扇发动机。21世纪初,发展了低排放、低噪声的洁静涡扇发动机,采取了高的循环参数(涵道比为10~11,总压比为40~50,高涡轮前温度1650K)。得分要求:满分3分,不要求完全一致,意思对即可。正确答出其中4~5条,得3分;正确答出2~3条,得2分;正确答出1条,得1分;无作答或答题完全错误,得0分。
技术特点:具有“三高”参数,高涵道比(5~8)、高总压比(25左右)和高涡轮前燃气温度(1600k~1650k)研究高性能的核心机,通过不断地改进低压系统系列化衍生,一个核心机可以发展覆盖推力范围很大的发动机系列得分要求:满分2分,不要求完全一致,意思正确即可。 对于第一条,答出“三高”中任意一个即可得分,若有其他答案,经老师认可后亦可得分。 答出2条,得2分;答出1条,得1分;答错或无作答,得0分。
第一讲 航空燃气涡轮发动机概述 单元测试(一)
1、 目前先进战斗机(如歼20)所使用的发动机类型为: 。
答案: 小涵道比涡扇发动机
2、 以下选项中,不属于高涵道比涡扇发动机“三高”技术标准的是: 。
答案: 高工作转速
3、 普惠公司最新研发的PW1000G发动机为GTF发动机,请问GTF是指以下哪种发动机?
答案: 齿轮传动风扇发动机
4、 以下部件,不属于航空发动机核心机的是 。
答案: 尾喷管
5、 风扇叶片丢失试验属于哪种试验类型?
答案: 安全性试验
6、 下图中,指向高压压气机的标号是:
答案: 3
7、 高涵道比涡扇发动机采用大直径风扇,主要目的是: 。
答案: 加大流量,提高推力
8、 以下技术参数中,不属于涡扇发动机循环参数的是: 。
答案: 推力
9、 航空发动机的主安装节只承受轴向(推力方向)载荷。
答案: 错误
10、 压气机除采用轴流式、离心式和斜流式等结构形式外,还可以采用轴流+离心等组合式压气机。
答案: 正确
11、 为实现飞机超音速巡航,要求其发动机最大推力大。
答案: 错误
12、 涡轴发动机通过排出高速燃气产生推力。
答案: 错误
13、 在航空发动机中,同一个承力框架可能同时支承多个轴承。
答案: 正确
14、 涡喷发动机技术是上世纪四五十年代的技术,属于落后技术,现代先进飞行器不会使用涡喷发动机。
答案: 错误
15、 高涵道比涡扇发动机直径尺寸大,小涵道比涡扇发动机直径尺寸小,二者不可能使用同一种核心机。
答案: 错误
16、 下图所示飞行器所使用发动机类型为涡轴发动机。
答案: 正确
作业第二讲 风扇-压气机结构设计 第二讲 课后作业
1、 高涵道比涡扇发动机(V2500)根据附图回答下列问题1)该发动机结构设计中对于防止外来物打伤采取了什么措施?(2分)2)风扇静子结构由哪几部分构成?各具有什么功用?(3分)
评分规则: 1)该发动机结构设计中对于防止外来物打伤采取了什么措施?防止外来物打伤采取的措施:风扇采用钛合金材料的小展弦比(宽弦)叶片,圆锥形的进气锥形状设计,加大风扇叶片与内外涵道分流环的轴向距离等。得分要求:满分2分,3个关键词“小展弦比(宽弦)叶片”、“进气锥形状”、“分流环轴向距离”答出2个得2分;答出1个,得1分;无作答,不得分。
2)风扇静子结构由哪几部分构成?各具有什么功用?风扇静子结构包括:(中介机匣)承力框架、出口导向叶片、包容环、牺牲衬套、风扇机匣等;结构功用:(中介机匣)承力框架:支承风扇转子;出口导向叶片:对气流扩压整流,产生推力;包容环:防止叶片飞出,对机匣安全设计;吸声衬套:降低空气噪声。风扇机匣:固定静子叶片、形成气流通道、控制空气流量、提高空气压力。得分要求:满分3分,每一种结构+功用1分,答出任意三个即可得满分,仅答出结构无功用 扣1分。
2、 转子结构设计1)航空发动机转子结构设计常用的结构形式有哪三种,各自的特点是什么?(3分)2)高压压气机转子在设计中常采用何种结构?(1分)3)何为“恰当半径”?(1分)
评分规则: 1)航空发动机转子结构设计常用的结构形式有哪三种,各自的特点是什么?鼓式转子:转子上的主要负荷由鼔筒承受和传递。结构简单,重量轻,零件数目小,加工方便,并有较高的抗弯刚性,但强度较差。盘式转子:扭矩通过轴传给轮盘,再由轮盘传给在轮缘上的转子叶片。轮盘承载能力强,适应大负荷转子;由于轮盘厚度有限,一般盘轴连接时的弯曲刚性较差,易产生振动;盘式转子常用于风扇或涡轮结构。盘鼓混合式转子:鼓筒和轮缘传递扭矩,轮盘承受叶片和轮盘所产生的离心载荷。兼有鼓式转子抗弯刚性好及盘式转子强度好的优点,在发动机中得到广泛应用。得分要求:满分3分,完整答出三种形式及特点得3分,少答一项或一项中的答案不完整扣1分。
2)高压压气机转子在设计中常采用何种结构?盘鼓混合式转子。得分要求:满分1分,要求与答案完全相符。
3)何为“恰当半径”?恰当半径针对盘鼓混合式转子,是指在轮盘的一个径向位置处,盘的径向变形与鼓的径向变形相同,也就是说在这里盘-鼓之间径向变形是协调的,相互之间没有附加的力作用,这个径向尺寸称为恰当半径。得分要求:满分1分,不要求完全一致,意思正确即可。
作业第三讲 涡轮结构设计 第三讲 课后作业
1、 根据第一题图所示GE90发动机高压涡轮结构简图,回答下列问题。1)试说明高压涡轮转子结构和支承结构的设计特点。(3分)2)在转子结构设计中是如何保证盘盘、盘轴连接结构稳定性和部件长寿命设计要求的。(2分)
评分规则: 1)试说明高压涡轮转子结构和支承结构的设计特点。转子结构设计特点:高压涡轮轴采用大鼓筒轴,与第一级高压涡轮盘焊接。篦齿盘采用止口与两级涡轮盘连接,提高涡轮转子的刚性。后轴颈与第二级高压涡轮盘焊接成一体,采用止口和套齿的结构形式将轮盘与轴连接成一体。得分要求:满分2分,不要求完全一致,意思对即可,只要有“轮盘-轴颈连接为焊接,轮盘与轴套齿连接”的相关表述即可得分。支承结构:采用高低压涡轮级间承力框架。得分要求:满分1分,不要求完全一致,意思对即可。
2)在转子结构设计中是如何保证盘盘、盘轴连接结构稳定性和部件长寿命设计要求的。高压涡轮盘上没有打孔连接,而是采用与涡轮轴和轴颈焊接的连接形式,以防止打孔造成的应力集中。两涡轮盘间的篦齿封严盘与涡轮盘止口连接,形成环腔结构,提高了涡轮转子的刚性。在涡轮后轴颈上开冷却孔,减少热向轴承传递。得分要求:满分2分,不要求完全一致,意思对即可。3个关键词“盘轴焊接、环腔结构、冷却”答出2个得2分,答出1个得1分,无作答不得分。
2、 第二题:根据涡轮结构设计特点回答下列问题。1)在带冠涡轮叶片设计中,叶冠的主要作用是什么?(3分)2)高压涡轮叶片一般不采用带冠(除罗·罗公司外)的主要原因是什么?(2分)
评分规则: 1)在带冠涡轮叶片设计中,叶冠的主要作用是什么?叶冠的主要作用:减少叶片叶尖的二次流动损失(气动),增加叶片整体刚度(强度),为叶片振动提供干摩擦阻尼(振动),但是同时也增加了叶片根部的离心负荷。(详细解释:减小叶片尖部由叶盆向叶背的漏气,降低二次损失,提高涡轮效率;相邻叶片的叶冠抵紧后可以减小叶片的扭转变形和弯曲变形,增强叶片的刚性,提高叶片的振动频率;当叶片产生振动时,相邻叶冠间产生摩擦可以吸收振动能量,起到减振作用。)得分要求:满分3分,不要求完全一致,3个关键词“减少二次流动损失、增加叶片刚度、提供阻尼”缺少一个扣1分。
2)高压涡轮叶片一般不采用带冠(除罗·罗公司外)的主要原因是什么?高压涡轮叶片一般不采用带冠主要原因:叶片带冠对气动性能和阻尼减振都是有好处的,但是由于高压涡轮叶片所承受的离心负荷和热负荷已经很高,几乎接近材料的使用极限,如果再在叶片叶尖处加装叶冠,势必会给叶片根部的强度带来严重的负担,所以一般高压涡轮上很少带冠。得分要求:满分2分,不要求完全一致,意思对即可。
作业第四讲 燃烧室结构设计 第四讲 课后作业
1、 参照下面CFM56-7发动机燃烧室结构简图,试说明燃烧室主要组成部件及其基本功能。
评分规则: 参考答案:扩压器:降低从压气机流出的气流速度,以利于组织燃烧。燃油喷嘴:将燃油雾化(或汽化),加速混合气的形成,保证稳定燃烧和提高燃烧效率。燃烧室外壳体:形成燃烧室的外侧气流通道,并且起到支承作用。涡流器:使高温燃气在火焰筒头部产生低速回流区,稳定火焰,使空气与燃油能很好地掺混,点燃后续混合气体,提高燃烧效率。火焰筒:将一、二股气流分开,在火焰筒内形成不同的功能区,利于组织燃烧。燃烧室内壳体:形成燃烧室的内侧气流通道,并且起到支承作用。得分要求: 每个组成部件1分,答对5个即可得5分;基本功能意思对即可,若功能有误或未作答,则在得分基础上扣1分。
2、 参照燃油喷嘴工作原理示意图,试说明:1)燃油气动喷嘴的基本工作原理。(3分)2)在使用中与离心喷嘴的不同之处。(2分)
评分规则: 工作原理:燃油经过喷嘴喷出,在喷口的内外二股高速气流的作用下,将流入的燃油剪切碎裂成与空气充分掺混的油雾,并进入火焰筒头部进行燃烧。得分要求:不要求完全一致,意思相符即可。要点:“内外两股空气”、“剪碎”、“与空气掺混”
与离心喷嘴的不同之处:离心喷嘴是利用涡流器,使燃油在涡流室中高速旋转,产生较大切线速度,在离心力作用下将燃油雾化散开成许多微小油珠,雾化效果与转速无关。气动喷嘴是利用内外二股高速气流作用下,形成与空气充分掺混的油雾。得分要求:不要求完全一致,意思相符即可。要点在于,离心喷嘴是利用自身旋转产生离心力作用;气动喷嘴是利用空气的剪切。
第四讲 燃烧室结构设计 单元测试(二)
1、 下图所示压气机类型为: 。
答案: 轴流+离心组合式压气机
2、 压气机设计中所采用的气流通道形式中,不包括: 。
答案: 等直径设计
3、 下图所示压气机转子的结构类型为: 。
答案: 鼓式转子
4、 下列选项中,不属于防止喘振结构措施的是: 。
答案: 矢量喷口结构
5、 下图所示涡轮结构形式为: 。
答案: 向心式涡轮
6、 下图所示涡轮叶片与轮盘连接形式为: 。
答案: 枞树形榫头连接
7、 航空发动机低压涡轮叶片常采用带冠结构,叶冠的作用是: 。
答案: 减少叶片振动、提高效率
8、 下图所示燃烧室结构类型为: 。
答案: 双环腔环形燃烧室
9、 下列各图中,表示气动式喷嘴结构的是: 。
答案:
10、 下图所示压气机气流通道形式为等中径设计。
答案: 错误
11、 下图所示叶片与盘连接形式为环形燕尾形榫连接。
答案: 正确
上方为免费预览版答案,如需购买完整答案,请点击下方红字
点关注,不迷路,微信扫一扫下方二维码
关注我们的公众号:阿布查查 随时查看答案,网课轻松过
为了方便下次阅读,建议在浏览器添加书签收藏本网页
电脑浏览器添加/查看书签方法
1.按键盘的ctrl键+D键,收藏本页面
2.下次如何查看收藏的网页?
点击浏览器右上角-【工具】或者【收藏夹】查看收藏的网页
手机浏览器添加/查看书签方法
一、百度APP添加/查看书签方法
1.点击底部五角星收藏本网页
2.下次如何查看收藏的网页?
点击右上角【┇】-再点击【收藏中心】查看
二、其他手机浏览器添加/查看书签方法
1.点击【设置】-【添加书签】收藏本网页
2.下次如何查看收藏的网页?
点击【设置】-【书签/历史】查看收藏的网页
苫碌酪鞭码娩没纽邢缮笆戊洛