民航 基础执照 口试 2010年最全发动机

第一章 基础知识：

1.

什么是状态方程？写出完全气体状态方程并说明其中的物理量？ 平衡态下基本状态参数压力， 温度和比容之间的关系式称为状态方程

6. 什么是燃油消耗率?它与总效率的关系?

产生单位推力在一小时内所消耗的燃油质量，是经济性指标，是决定飞机的

航程的续航时间的重要的参数，燃油消耗率越低表示发动机效率越高。

pv=RT

2.

热力学第二定律说明什么?

热力学第二定律确定在热动力机中,工质从热源所得到的热量不可能全部变为功而只能将其中一部分热量变成功,其余的热量必须通过工质放给某一个冷源.

开尔文的说法:不可能制造出从单一热源吸热并使之全部转变为功的循环发动机.

克劳修斯说法：“不可能由低温物体向高温物体传送热量而不引起其它变化”。 7. ? ? ? ?

关系：飞行马赫数一定时，涡喷发动机的燃油消耗率与总效率成反比。 发动机有几个主单元体组成？

包括风扇主单元体。 核心发动机主单元体。 低压涡轮主单元体。 附件齿轮箱单元体。

57.涡轮风扇发动机的组成及作用？

3.

什么是静温和总温? 温度有静温和总温.

静温是气体或液体中热的测量; 总温是气体或液体中能量的测量.

如果气体或液体是静止的,能量由温度代表,静温等于总温.

如果气体或液体是运动的,仅部分能量是热的形式,其余的能量表现为速度.

第二章 工作原理：

1.

涡喷发动机的工作原理 ？P10

涡喷发动机以空气为介质，进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；

压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；

空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压燃气；

燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机； 燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。 涡轮喷气发动机目的是产生高速燃气流,使飞机飞行速度高,当然噪声也高 2.

发动机主要功能？

在飞行中提供推力，着陆时帮助飞机减速，飞机使用过程中为空调增压，防冰等系统供气，给电源和液压系统提供动力。 3.

净推力和总推力：P16

净推力取决于离开发动机的燃气动量与近来的空气动量加进来的燃油动量。净推力还包括喷管出口的静压超过周围空气的静压产生的推力。

总推力：发动机排气产生的推力，包括排气动量产生的推力和喷口静压和环境空气静压之差产生的附加推力。 4.

热效率与什么因素有关? P18

热效率：表示在循环中加入的热量有多少转变为机械功.

影响因素：有加热比（涡轮前燃气总温），压气机增压比，压气机效率和涡轮效率。

加热比、压气机效率和涡轮效率增大，热效率也增大。

压气机增压比提高，热效率增大，当增压比等于最经济增压比时，实际热循环效率最大，继续提高增压比，热效率反而下降。 5.

什么是燃气发生器,为什么燃气发生器是各类不同类型的核心机？P10 压气机,燃烧室,涡轮成为燃气发生器.

因为燃气发生器产生的高温、高压燃气的能量按其分配方式不同形成了不同类型的燃气涡轮发动机.

风扇,螺旋桨,旋翼所需的功率来自燃气发生器.

组成：低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮。 作用：为发动机提供推力。 8. 发动机结构特点

进气道，核心机（压气机、燃烧室、涡轮）、喷管。 9.

发动机整流罩有哪些？

进气整流罩，风扇整流罩，反推整流罩 10. 表征发动机推力的两个重要参数？

发动机压力比EPR：低压涡轮出口总压与低压压气机进口总压之比。 另外一个参数是风扇转速N1。 11. 发动机的压力比？

低压涡轮出口总压与低压压气机进口总压之比。 12. 涵道比?与推力分配的关系?

涵道比：涡扇发动机通过外涵的空气质量流量与通过内涵的空气质量流量之比。

涵道比越高，外涵产生的推力总推力越大。

涵道比为1左右为低涵道比，2-3左右为中涵道比，4以上为高涵道比 13. 发动机吊架上有几个吊点？ 三个吊点，前两个,后一个

一共有三个吊点，前两个与风扇机匣相联接，后一个与涡轮机匣连接，这三个点用于承受除推力外的其他力。中间一个吊点与两风扇框架后的推力杆合并连接传递推力 第三章 进气道：

1.

进气道的作用？什么是进气道冲压恢复系数？P20

作用：1.尽可能多的恢复自由气流的总压并输送该压力到压气机，这就是冲压恢复或压力恢复；2.是提供均匀的气流到压气机使压气机有效地工作。 进气道出口截面的总压与进气道前方来流的总压比值，叫做进气道总压恢复系数，该系数是小于1的数值。 2.

进气道冲压比的定义，影响冲压比的因素？P21

进气道的冲压比是：进气道出口处的总压与远方气流静压的比值。 影响冲压比因素：流动损失，飞行速度和大气温度。

当大气温度和飞行速度一定时，流冲压比下降；动损失越大，则 当大气温度和流动损失一定时，飞行速度越大，则冲压比增加； 当飞行速度和流动损失一定时，大气温度上升，则冲压比下降。

第四章 压气机：

1. 基元速度三角形P27

?

速度三角形：基元级包括一级转子和一级静子。这两排叶栅中动叶叶栅以圆周速度运动，静叶叶栅静止不动。从静叶出来的气流速度是绝对速度。进入动叶的气流速度是相对速度。绝对速度等于相对速度和圆周速度的向量之和。这就是速度三角形。 决定基元级速度三角形的因素： ? c①a ：叶轮进口处绝对速度在发动机轴线方向的分量； ?

c①u ：叶轮进口处绝对速度在切线方向的分量叫预旋；

正预旋： c①u的方向与圆周速度u的方向相同。 反预旋：c①u的方向与圆周速度u的方向相反。

预旋是由进气导向器产生的。目的是为了防止压气机喘振；

? u ：叶轮旋转的圆周（切向）速度；

?

Δwu ：叶轮进，出处相对速度在切向分量之差叫扭速。。

攻角：工作叶轮进口处相对速度的方向和叶片弦线之间的夹角叫攻角。 2.

什么是进入压气机叶片气流的攻角？影响攻角的因素有哪些？它的物理意义是什么？

功角：工作叶轮进口处相对速度的方向与叶片弦线之音的夹角叫攻角。 影响攻角的因素有两个：1.转速，2.工作叶轮进口处的绝对速度（大小和方向）。 物理意义是：正攻角过大，会使气流在叶背处发生分离；负攻角过大，会气流在叶盆处发生分离。

3. 什么是压气机的流量系数？影响压气机流量系数的因素有哪些？ 流量系数：工作叶轮进口处的绝对速度在发动机轴线上的分量和叶轮旋转的

切向速度比。

因素：一个是转速；另一个是工作叶轮进口处的绝对速度。（大小和方向） 物理意义：流量系数比设计值小会使气流叶背处分离。

流量系数比设计值大会使气流叶盆处分离

4. 压气机的流量特性,喘振边界定义,喘振裕度定义？P29 P31

? 喘振边界：即不同转速下喘振点的连线。

?

喘震裕度：为了避免压气机喘振，必须保持工作线和喘振线有足够的距离，这个距离用喘振裕度来衡量。 ?

流量特性：在进入压气机的空气总温、总压保持不变的情况下，压气机的增压比和效率随进入压气机的空气流量、压气机转子转速的变化规律称为压气机的流量特性。

5.

在压气机中，什么是预旋和正预旋？说明正预旋的作用？ 第一级工作叶轮进口处绝对速度在切线方向的分量称为预旋。

若叶轮进口处绝对速度的切向分量与叶轮旋转的圆周速度方向一致，称为正预旋；

正预旋是由进气导向器产生的，目的是避免气流在叶背处发生分离，防止压

气机喘振。 6.

压气机叶片为什么要扭转？如何扭转？

扭转定义：叶轮进，出处相对速度在切向分量之差叫扭速

压气机叶片的扭转主要是为了保证从叶根到叶尖气流的攻角都能在要求的范围之内。

叶片的扭转情况是：在叶尖处叶型弯度小，叶型安装倾斜度大；

在叶根处叶型弯度大，叶型安装倾斜度小。

7. 压气机分哪两种？目前燃气涡轮发动机中常采用哪一种，为什么？ 离心式和轴流式。目前燃气涡轮发动机中常采用轴流式压气机。这是因为轴

流式压气机具有下述优点：总的增压比高，单位面积的流通能力高，迎风面积小，阻力小。 8.

进口导向叶片的功能是什么？决定进入压气机叶片气流攻角的因素是什么？

进口导向叶片引导气流以最合适的角度进入压气机。

决定因素是：工作叶轮进口处的绝对速度（大小和方向），压气机的转速。 9. 压气机的增压比的定义是什么？它与级增压比是什么关系？P28

? 压气机的增压比是：压气机出口处的总压与压气机进口处的总压之比。 ?

压气机的增压比等于各级增压比乘积。

10. 什么是压气机的喘振？导致喘振的根本原因是什么？ 喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频高振幅的振荡现象。

导致喘振的根本原因是压气机在非设计状态下工作，气流在叶背处发生分离。 11. 涡轮发动机压气机防止喘振的方法和原理？P31

? 原理：压气机在非设计状态下通过一些措施也能保持与压气机几何形状相适应的速度三角形，从而使攻角不要过大或过小

? 通过在非设计状态下，改变速度三角形的绝对速度的轴向分量、绝对速度的切向分量和圆周速度，从而使气流相对速度对转子叶片的攻角同设计状态相近，避免叶片失速。

? 方法：采用放气活门、压气机静子叶片可调和采用多转子

12. 双转子、多转子发动机的防喘原理？P32 ?

双转子或三转子的防喘原理是通过分别改变低压压气机和高压压气机的转速，分别改变牵连速度，改变速度三角形，以减小攻角，达到防

喘的目的。

13. 简要说明压气机中间级放气防喘的原理。

压气机中间级放气防喘原理是通过改变流量来改变工作叶轮进口处的绝对速度的轴向分量大小来改变其相对速度的大小和方向，减小攻角，达到防喘的目的。

14. 简要说明可调静子叶片（VSV）防喘的原理和其工作原理。

原理：通过改变静子叶片的安装角度来改变工作叶轮进口处的绝对速度的方向，也就是改变预旋量，减小攻角，达到防喘的目的。 工作原理： ?

VSV是将高压压气机的进口导向叶片和前几前级静子叶片做成可调的；压气机控制参数包括转速和温度。 ?

当压气机转速从其设计值往下降低时，静子叶片角度逐渐关小，以使空气流到后面的转子叶片上的角度合适。当压气机转速增加时，静子叶片角度逐渐开大。

? VSV的工作状态由FADEC或液压机械式燃油控制器控制。

?

FADEC或液压机械式燃油控制器控制伺服操作VSV作动器的移动，再通过摇臂组件、主杆、连杆等传到作动环，作动环使连到它上面的所有叶片同时转角。叶片实际位置通过反馈钢索传回控制器与要求位置比较。

15. 简要说明空气在多级压气机中的流动。

空气流过导向器时，速度略有上升，压力略有下降，产生预旋。 空气相对速度下降；压力增流过叶轮时，绝对速度上升；大；温度上升。 流过整流环时空气速度下降；压力增大；温度上升。

提供合适的气流方向。流过最后一级整流环时速度下降；压力增大；温度上升，流速变为轴向。

16. 压气机出口超温可能的原因及处理方法？ 原因：涡轮超转。 处理方法：收油门。

17. 导致压气机叶片损坏的原因有哪些？ 振动大使压气机叶片产生裂纹和断裂；

外来物使压气机叶片产生裂纹和断裂；

长时间工作使压气机叶片产生腐蚀和疲劳裂纹。

第五章 燃烧室：

1.

发动机燃烧室特点与要求？P38

特点：燃烧室的任务是将通过喷嘴供应的燃油和压气机供应的空气混合燃烧

释放能量，供给涡轮所需的均匀加热的平稳燃气流。 燃烧室工作的好坏直接关系道发动机工作与性能 基本要求是：

点火可靠，燃烧稳定，燃烧效率高；

压力损失小，尺寸小，出口温度场分布满足要求； 燃烧完全，排气污染小，寿命长。 2.

余气系数的定义和意义？P39

定义：进入燃烧室的空气流量与进入燃烧室的燃油流量完全燃烧所需要最少理论空气量之比。

意义：余气系数表示贫油和富油的程度。余气系数小于1时，为富油。余气系数大于1时，为贫油。在贫油和富油极限之间，火焰才能稳定燃烧。 3.

空气雾化喷嘴的优点有哪些？

空气雾化喷嘴使喷入燃烧室中的燃油携带了一部分空气，可以避免产生局部富油，因此减少了积炭和排气冒烟。这种喷嘴燃油雾化要求的压力低，可以采用较轻的齿轮泵。 4.

为什么多采用环形燃烧室 ？P43

目前涡轮风扇发动机大多采用什么类型的燃烧室？为什么？ ?

大多采用环型燃烧室。环型燃烧室的优点有：环形面积利用率高；迎风面积小，重量较轻；点火性能好；总压损失小；出口温度分布能满足要求，结构更紧凑。 ?

同一功率输出而言，燃烧室的长度只有同样直径的环管形燃烧室长度的75%，节省了重量和成本。另外，它消除了各燃烧室之间的燃烧传播问题。 ?

壁面积也少得多，保护火焰筒的冷却空气量大约也少15%，冷却空气量的减少，燃烧效率提高，实际上消除了未燃烧的燃油，并将一氧化碳化成无毒的二氧化碳，减少了对空气的污染。

5. 进入燃烧室的第一股气流和第二股气流各有什么作用？P45

?

第一股由燃烧室的头部经过旋流器进入，约25%左右，与燃油混合，组成余气系数稍小于1的混合气体进行燃烧。（用和燃油混合燃烧）

? 第二股气流由火焰筒壁上开的小孔及缝隙进入燃烧室，占总进气量的75%左右，用于降低空气速度，补充燃烧，与燃气掺混，稀释并降低燃气温度，满足涡轮对温度的要求。（用于控制温度，冷却火焰筒）

6. 安装旋流器的作用? P45

?

旋流器是由若干个旋流叶片按一定角度沿周向排列成的。旋流器安装在火焰筒的前部

? 当空气流过旋流器时，由轴向运动变成旋转运动，气流被惯性离心力甩向四周，使燃烧室的中心部分形成一个低压区，于是火焰筒四周及一部分高温燃气便向低压区倒流，形成回流，使气流轴向速度比较小，

对形成稳定的点火源，提高燃烧效率。

7. 燃烧室中的主燃区，补燃区，掺混区的主要作用是什么？

?

主燃区：占总进气量25%左右的气流从火焰筒的头部经旋流器进入燃烧室，与燃油混合，形成余气系数稍小于1的混合气，进行燃烧。 ?

补燃区：从火焰筒侧壁开的也进入燃烧室的第二股空气与剩下的燃油进行补充燃烧。

?

掺混区：使第二股气流与燃气进行混合，降低燃气的温度并控制燃烧室出口处的温度分布以满足涡轮的要求，冷却保护火焰筒。

8. 燃烧室常见故障是什么？造成这些故障的主要原因是什么？

? 局部过热和熄火。

? 造成局部过热的原因：燃油分布不均匀和空气流动遭到破坏。 ?

造成熄火的原因：混合气的余气系数超出了稳定燃烧的范围。 第六章 涡轮：

1.

涡轮落压比，何时高压涡轮落压比不变，为什么？P55

涡轮的落压比：涡轮进口处的总压与涡轮出口处的总压之比。 高压涡轮的落压比在中等转速以上就保持不变。 因为这时涡轮导向器处于临界或超临界工作状态。

2.

用于涡轮发动机涡轮叶片的两种结构型式是什么？说明其特点。P52 涡轮叶片型式有带冠叶片和不带冠叶片。|

带冠的涡轮叶片主要用在低转速的低压涡轮上，增加刚度，减少振动，叶型薄可抵消叶冠重量增加，减少燃气漏过叶片顶部时的效率损失，提高涡轮效率。 不带冠的叶片重量轻，叶尖间隙可以通过涡轮间隙主动控制技术提高涡轮效率。 3.

涡轮叶片带冠的优点？P52

带冠的涡轮叶片主要用在低转速的低压涡轮上

减少燃气漏过叶片顶部时的效率损失，提高涡轮的效率； 增强叶片的刚度； 降低叶片的振动。

4. 发动机涡轮叶片的冷却方式？P53

? 三种方式：对流、冲击、气膜冷却

? 大多数现代燃气发动机上使用组合冷却方式，涡轮第一级喷嘴导向叶片和第一级转子叶片，采用对流、冲击、气膜冷却；第二级喷嘴导向叶片采用对流和冲击冷却。第二级转子叶片仅用对流冷却即可。

5. 高压涡轮的叶片和导向器是如何冷却的？

高压涡轮的导向器和转子叶片做成空心的。冷却气流从叶片内腔由根部向尖

5. 排气锥（排气塞）和外壁之间的通道通常做成扩散形的，为什么？ 降低气流的速度，以减小摩擦损失。从发动机涡轮流出的燃气进入排气系统，

由于燃气速度高会产生很高的摩擦损失，所以气流的速度要通过扩散加以降低，

部流动冷却叶片，同时通过前缘和尾缘的小孔流出在叶片外表面形成气膜冷却。

空气沿导向器和叶片表面冲击，然后随排气流出发动机。

原理：冷空气从压气机出口处通过管道引来，冷却后的空气随燃气一起流过涡轮。 6.

涡轮工作叶片安装到轮盘上的最佳型式是什么？它的优缺点是什么？ 枞树型榫头。

优点：1重量轻，由于叶片榫头呈楔形，所以材料利用合理；2强度高；3高温下工作对热应力不敏感；4装拆及更换叶片方便。 缺点：1加工精度要求高，2容易出现裂纹。 7.

简述涡轮间隙控制方法？

控制涡轮间隙的目的是保证叶尖与机匣间的间隙在发动机的各个状态为最佳

值，减少漏气损失，提高发动机性能。

主动控制方法是根据发动机的工作状态从不同的压气机级引气控制涡轮机匣的膨胀量。被动控制主要是采取膨胀量合适的材料和不做调节的气流冷却 8.

什么是涡轮叶片的蠕变？原因是什么？

蠕变是涡轮叶片的持久伸长。它是由于负荷的长期作用结果产生的塑性变形，

与时间和温度相关。涡轮叶片蠕变是由热负荷和离心负荷长时间作用引起。

第七章 喷管：

1.

什么叫喷管？喷管分为哪两种基本类型？ 凡是使气流压力下降，速度增加的管道叫喷管。 喷管分为亚音速喷管和超音速喷管。 2. 简述燃气涡轮发动机喷管的功用。

? 使燃气膨胀，加速，提高燃气的速度； ? 产生反推力（通过安装反推装置）； ? 降低噪音（通过安装噪声抑制器）；

? 改变发动机的工作状态（通过尾喷口面积可调） 3.

什么是喷管的实际落压比?可用落压比？它们之间的关系？

排气流动是由涡轮出口压力和环境压力之间的压力比引起。

实际落压比：是喷管进口处的总压和喷管出口处的静压之比。

可用落压比： 是喷管进口处的总压和喷管出口外的反压之比。

关系：实际落压比等于或小于可用落压比，但实际落压不能大于可用落压 因为收敛喷口处的静压可以大于或等于反压。 4. 亚音速喷管的三种工作状态？P56

?

亚临界工作状态：当可用落压比小于1.85时，喷管处于亚临界状态。这时喷管出口气流马赫数小于1，出口静压等于反压，实际落压比等于

可用落压比，是完全膨胀。 ?

临界工作状态：当可用落压比等于1.85时，喷管处于临界状态。这时喷管出口气流马赫数等于1，出口静压等于反压，实际落压比等于可用落压比，都等于临界压比。是完全膨胀。 ?

超临界工作状态：当可用落压比大于1.85时，喷管处于超临界状态。出口静压等于临界压力而大于反压，实际落压比小于可用落压比，是不完全膨胀。

这是通过将排气塞和外壁之间的通道面积不断地加大实现。

第八章 封严和轴承：

1.

止推点的作用？一个转子有几个止推点？P60

?

转子上的止推点作用：承受转子的轴向负荷、径向负荷外，还决定了转子相对机匣的轴向位置。 ? 每个转子只能有一个止推点。 2.

挤压油膜式轴承原理及功用？ P61

在轴承外圈和轴承座之间流有很小的间隙，该间隙充满了滑油，并形成油膜。 该油膜阻尼了旋转组件的径向运动及传向轴承座的动力载荷。因此，减小了发动机的振动及疲劳损坏的可能性。

3.

燃气涡轮发动机上使用哪些种类的封严件？及其作用？

蓖齿式封严件；浮动环（环形）封严件；液压封严件；石墨封严件；刷式封严件。

封严件作用：防止滑油从发动机轴承腔漏出，控制冷却空气流和主气流的燃气进入涡轮盘空气腔。

4.

在涡喷发动机上什么是柔性联轴器？什么刚性联轴器？

允许涡轮转子相对压气机转子轴线有一定的偏斜角，这种联轴器称为柔性联轴器。

将涡轮轴与压气机轴刚性的联成一体，这种联轴器称为刚性联轴器。 5.

什么是转子支承方案？如何表示？P58

发动机中，转子采用几个支承结构（支点），安排在何处，称为转子支承方案。 为了表示转子支点的数目与位置，常用两条前、后排列的横线分别代表压气机转子和涡轮转子，两条横线前后及中前的数字表示支点的数目。 例如1-3-0

表示压气机转子前有一个支点， 涡轮转子后无支点，

压气机与涡轮转子间有三个支点，

整个转子共支承于四个支点上。

6.

轴承常用润滑剂的原则？ 直接润滑法和间接润滑法。 润滑剂在高温、高速、重载的情况下 7. 简述发动机的附件如何传动？ 附件由发动机的旋转轴经过内部齿轮箱传向外部齿轮箱来驱动的。