航空發(fā)動機空氣系統(tǒng)設(shè)計

目錄
渦輪機械與推進系統(tǒng)出版項目 序
“兩機”專項：航空發(fā)動機技術(shù)出版工程 序
前言一
前言二
符號表
第1章航空發(fā)動機空氣系統(tǒng)概述001
1.1航空發(fā)動機空氣系統(tǒng)功能及組成003
1.1.1空氣系統(tǒng)定義及設(shè)計范圍003
1.1.2空氣系統(tǒng)主要功能005
1.2航空發(fā)動機空氣系統(tǒng)的重要性013
參考文獻014
第2章空氣系統(tǒng)設(shè)計方法015
2.1需求分析015
2.1.1需求識別與利益攸關(guān)者016
2.1.2需求整理017
2.1.3需求跟蹤018
2.1.4需求驗證019
2.1.5需求確認021
2.2設(shè)計思路022
2.2.1引氣來源和排氣位置022
2.2.2主要結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標023
2.2.3評價維度024
2.3設(shè)計流程026
2.3.1方案設(shè)計階段026
2.3.2詳細設(shè)計階段028
2.3.3工程設(shè)計階段030
2.4設(shè)計邊界031
2.5設(shè)計準則031
2.5.1子系統(tǒng)流路弱關(guān)聯(lián)設(shè)計032
2.5.2流路壓差設(shè)計032
2.5.3燃氣封嚴設(shè)計032
2.5.4滑油封嚴設(shè)計033
2.5.5軸向力調(diào)節(jié)設(shè)計033
2.5.6引氣量控制033
2.5.7零部件溫度控制034
2.5.8寬廣的適應(yīng)性034
2.5.9封嚴間隙設(shè)計034
2.5.10腔室均壓設(shè)計034
2.6分析方法034
2.6.1空氣系統(tǒng)一維網(wǎng)絡(luò)法034
2.6.2空氣系統(tǒng)二維與三維分析039
2.6.3熱分析方法042
2.6.4防冰分析方法047
2.6.5多維多學(xué)科耦合仿真049
參考文獻054
第3章流量與壓力控制元件056
3.1孔元件056
3.1.1孔元件類型和功能056
3.1.2孔元件流動損失056
3.1.3孔元件設(shè)計061
3.2管元件061
3.2.1管元件類型和功能061
3.2.2管元件的流動損失061
3.2.3管元件設(shè)計066
3.3篦齒066
3.3.1篦齒結(jié)構(gòu)和功能066
3.3.2篦齒元件設(shè)計069
3.4活門069
3.4.1壓差式轉(zhuǎn)換活門070
3.4.2電磁式轉(zhuǎn)換活門070
參考文獻071
第4章封嚴元件072
4.1靜子封嚴073
4.2渦輪輪緣封嚴075
4.2.1旋轉(zhuǎn)誘導(dǎo)的燃氣入侵076
4.2.2外流誘導(dǎo)的燃氣入侵082
4.3軸承腔的封嚴083
4.4其他新型轉(zhuǎn)、靜封嚴結(jié)構(gòu)084
參考文獻086
第5章供氣系統(tǒng)089
5.1預(yù)旋供氣系統(tǒng)088
5.1.1預(yù)旋供氣系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)和功能介紹089
5.1.2預(yù)旋供氣系統(tǒng)的基本工作機制091
5.1.3預(yù)旋供氣系統(tǒng)的分析與設(shè)計097
5.2減渦供氣系統(tǒng)103
5.2.1典型減渦供氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能介紹104
5.2.2減渦供氣系統(tǒng)內(nèi)部流動機制106
5.2.3減渦供氣系統(tǒng)的性能分析與空氣系統(tǒng)匹配設(shè)計原則127
5.3外部管路供氣系統(tǒng)138
5.3.1熱端部件冷卻外部供氣138
5.3.2渦輪主動間隙控制系統(tǒng)供氣139
5.3.3防冰供氣140
5.3.4飛機供氣140
參考文獻141
第6章冷卻元部件144
6.1葉片143
6.1.1典型外部冷卻143
6.1.2典型內(nèi)部冷卻155
6.2旋轉(zhuǎn)件163
6.2.1簡單旋轉(zhuǎn)盤163
6.2.2轉(zhuǎn)靜系旋轉(zhuǎn)盤176
6.2.3旋轉(zhuǎn)系盤腔188
6.2.4自然對流占主導(dǎo)地位的旋轉(zhuǎn)盤腔的199
6.2.5旋轉(zhuǎn)盤腔的空氣系統(tǒng)元件建模213
6.3靜子件216
6.3.1渦輪導(dǎo)向葉片冷卻供氣流路216
6.3.2渦輪機匣冷卻供氣流路217
6.4熱交換器220
6.4.1熱交換器類型221
6.4.2熱交換器熱力設(shè)計228
6.4.3航空發(fā)動機用熱交換器具體應(yīng)用形式236
6.4.4典型航空發(fā)動機用熱交換器熱力特性243
6.4.5熱交換器性能評價253
參考文獻256
第7章空氣系統(tǒng)詳細設(shè)計267
7.1空氣系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計262
7.1.1功能及物理架構(gòu)262
7.1.2功能要素263
7.1.3失效分析264
7.1.4空氣系統(tǒng)設(shè)計過程264
7.2流路詳細設(shè)計265
7.2.1引排氣設(shè)計265
7.2.2氣冷葉片供氣流路設(shè)計266
7.2.3冷卻設(shè)計268
7.2.4渦輪級間封嚴設(shè)計270
7.2.5軸承腔封嚴和隔熱設(shè)計272
7.2.6轉(zhuǎn)子軸向力調(diào)節(jié)275
7.2.7葉尖間隙控制278
7.2.8流動參數(shù)設(shè)計282
7.2.9飛機引氣284
7.2.10表面放熱285
7.2.11流路集成286
7.3分析與校核287
7.3.1空氣系統(tǒng)流體動力學(xué)分析287
7.3.2溫度場分析290
7.3.3葉尖間隙分析295
7.3.4計算模型校核305
第8章防冰系統(tǒng)詳細設(shè)計311
8.1結(jié)冰環(huán)境分析306
8.1.1大氣結(jié)冰條件306
8.1.2環(huán)境設(shè)計點308
8.2水攝取率310
8.3水撞擊特性311
8.4防冰部件外換熱分析314
8.4.1經(jīng)驗公式法314
8.4.2積分微分法315
8.5結(jié)冰特性317
8.5.1結(jié)冰類型317
8.5.2影響結(jié)冰的主要因素317
8.5.3結(jié)冰表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)分析318
8.5.4結(jié)冰計算320
8.6一維流動換熱特性分析320
8.7防冰部件溫度分析321
8.8飛行循環(huán)分析323
8.8.1初步的飛行循環(huán)分析323
8.8.2臨界區(qū)域詳細熱平衡分析325
8.8.3需求熱與可供熱比較326
8.9設(shè)計關(guān)鍵環(huán)節(jié)327
8.9.1引氣位置327
8.9.2流路布局327
8.9.3控制方案328
8.9.4供氣溫降329
8.9.5傳熱結(jié)構(gòu)329
8.9.6符合性判定準則330
參考文獻330
第9章空氣系統(tǒng)驗證337
9.1元件試驗332
9.1.1孔管元件332
9.1.2篦齒338
9.1.3預(yù)旋噴嘴342
9.2部件試驗344
9.2.1預(yù)旋供氣系統(tǒng)344
9.2.2減渦供氣系統(tǒng)350
9.2.3旋轉(zhuǎn)盤腔流動換熱352
9.2.4葉片流量與冷效366
9.2.5機匣傳熱變形372
9.2.6換熱器375
9.2.7防冰系統(tǒng)378
9.3核心機及整機試驗382
9.3.1試車臺簡介382
9.3.2空氣系統(tǒng)流體動力學(xué)特性385
9.3.3壓力平衡試驗驗證387
參考文獻390
第10章航空發(fā)動機空氣系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展與挑戰(zhàn)396
10.1綜合熱管理391
10.1.1飛行器/動力系統(tǒng)的綜合能量管理391
10.1.2空氣系統(tǒng)392
10.1.3燃油系統(tǒng)393
10.1.4滑油系統(tǒng)394
10.2智能空氣系統(tǒng)395
10.2.1系統(tǒng)部件集成設(shè)計平臺395
10.2.2數(shù)值仿真迭代設(shè)計自動化397
10.2.3人工智能在空氣系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用399
10.3主動間隙控制技術(shù)399
10.3.1閉環(huán)渦輪葉尖間隙控制399
10.3.2葉尖間隙先進測量技術(shù)400
10.3.3采用記憶金屬的葉尖間隙控制400
10.4先進防/除冰技術(shù)400
10.4.1記憶合金除冰400
10.4.2熱管防冰401
10.4.3等離子激勵防冰402
10.5先進封嚴結(jié)構(gòu)403
10.5.1柔性被動自適應(yīng)封嚴技術(shù)404
10.5.2柔性金屬箔片封嚴結(jié)構(gòu)407
10.5.3吸氣式封嚴409
10.5.4氣動懸浮式封嚴410
10.6新概念動力空氣系統(tǒng)411
參考文獻414