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发布时间:2024-07-07 19:55:55

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女,1963年4月出生,籍贯天津。博士,教授,博士研究生导师。1986年毕业于西北工业大学航空发动机专业学习,获工学学士学位;1996年毕业于华南理工大学化学工程专业学习,获工学博士学位;在华南理工大学轻工学科博士后流动站发酵工程专业从事生化工程研究工作。在西北建筑工程学院环境工程系任教;在华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室工作;在伦敦大学玛丽皇后学院做访问学者;2006年3月至今在中山大学工学院工作。2000年入选国家高等学校骨干教师计划;2001年入选广东省“千百十”人才工程计划;2004年获得第二届“新世纪巾帼发明家”称号;2005年获得广东省“十大杰出青年”称号。现任中山大学工学院节能技术研究中心主任;曾任传热强化与过程节能教育部重点实验室副主任;兼任«太阳能学报»和«太阳能»杂志编委。

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本刊设有航空航天发动机原理与设计、叶轮机械、燃烧、传热、传质、自动控制、结构、强度、振动、气动热力学、机械传动、实验技术等栏目。

1903年12月17日,由美国奥维尔·莱特驾驶一架由兄弟俩自制的名叫“飞鸟”的飞机试飞成功,开辟了人类航空事业的新纪元。首次试飞离开地面飞行120英尺(36.58米),持续飞行12秒,实现了人类第一次持续的、有动力的、可操纵的载人飞行。莱特兄弟也因此成为得到世界各国承认的飞机发明人。但是莱特兄弟并非是第一个操纵重于空气的装置、有把握地飞离地面的人。 早在1857-1858年间,一位名叫费利克斯·迪唐普尔·德克鲁瓦的法国海军军官制造了一架精巧的单翼模型机,它可用本身的动力起飞。最初用发条推动,而后则用蒸气,可飞一段短距离,并能圆满着陆。十多年后,迪唐普尔又制成一架相似的全尺寸飞机,它装有上反角机翼、水平尾翼和方向舵,并装有一台热气发动机。大约在1874年,由一名年轻的法国水手驾驶,经过一段下坡滑跑后起飞,在空中飞过一段短的距离。这是有史料记载的第一次有动力载人飞机作这样的飞行。 早于莱特兄弟成功前21年,俄国海军军官莫查伊斯基,经过20年对飞鸟和风筝的潜心钻研,造成了一架飞机,装有两台英国制造的发动机。于1882年夏天由机械师高鲁别夫驾驶该机试飞成功。俄国人自称这是世界上第一架能飞的飞机。但世界各国不予以承认,说俄国人的飞机并不是依靠自己的动力飞起来的。也有的说俄国的飞机是借助山坡下滑的力量,才完成了短暂的跳跃飞行。 在整个飞行史上,法国的克莱芒·阿代尔是一位最有争议的人物。人们普遍承认,阿代尔是第一个驾驶有动力的飞机离开平地的人。但至今对阿代尔仍存在争议的焦点是,关于真正持续飞行和“连续跳跃飞行”两者之间的区别。 1890年10月9日,阿代尔驾驶一架叫“神风”的飞机,在靠近格雷茨的阿美因小山村进行了秘密试飞,由于属于军事保密的缘故,试飞的结果当时没有透露。据史料记载:阿代尔制造的飞机像一只蝙蝠,机翼可以折叠,翼展14米,翼面积28平方米,机长6.5米,装有一台14.7千瓦的蒸汽机,带动一幅4叶螺旋桨,发动机总重296千克。这架飞机最引人注目的特点是其发动机,后来的计算表明,发动机的重量/功率比仅为1:13,远远优于同时代的水平。法国政府在六七十年代还宣称阿代尔是首次完成飞机研制和试飞成功的人。但这架飞机是蒸汽动力的,因此也不能成为真正的飞机。 莱特兄弟仍然是世界公认的第一飞机发明人1909年,冯如在美国制成了中国人的第一架飞机。1912年,在日本学习的刘佐成回国后制成了中国本土上的第一架飞机。并利用南苑驻军操场修建了中国第一个机场。

航空动力学报网络首发

地球的主要特点有:形状大致呈球形,公转运行轨道接近圆形,自转轴与公转轨道平面成度角,表面主要由固态岩石构成,并覆盖有液态水。

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进入21世纪,地球科学发展到“地球系统”的新阶段,强调地球岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间的相互作用,进而从整体地球系统的视野,对地球各圈层的相互作用过程和机理进行研究。当前更多的对地观测体系(卫星、地表台站等),更细的时空分辨率以及更强的数据处理(超级计算机),正逐渐促进人类对地球的科学认知,增强人类适应全球环境变化的能力,并服务于可持续发展!

地球的地质作用过程

一,地球系统科学的定义和特点

地球是一个物质与能量不断相互作用下的一个非常复杂的非线性系统,它可以被划分为几个基本的圈层,各圈层之间彼此交错相互影响,圈层之间及内部随时间的相互作用构成了地球的演化。

地球随时间的演化

1,地球系统的构成

地球系统指由大气圈、水圈(含冰冻圈)、地圈(含地壳、地幔和地核)、土壤圈和生物圈(包括人类)组成的有机整体。地球系统科学主要研究各圈层的物质组成、结构分布、各圈层内部及之间一系列相互作用过程和形成演变规律,以及与人类活动相关的全球变化,为人类认知地球和绿色可持续发展提供科学支撑,以应对全球环境变化所带来的挑战。

地球圈层构成

2,地球系统的能量来源

地球系统的演化主要受内动力地质作用和外动力地质作用的共同驱动,其主要有两个能量输入体系。一个是太阳在核聚变过程中向太阳系释放的太阳辐射能量,直接影响着地球气候变化、生物光合作用和岩石风化剥蚀等地球表层系统过程,是外动力地质作用最主要的能量供给;另外一个是地球内部放射性物质衰变、物质向地球深部迁移释放的重力势能和矿物结晶等释放的热量,对大陆漂移、海底扩张、板块运动、岩浆活动、地震作用、变质作用和构造运动等过程产生影响,是内动力地质作用最主要的能量供给。

地球的能量供给和圈层相互作用

3,地球系统的时空特征

地球作为一个由多时、空尺度过程构成的复杂巨系统,在空间上表现为多圈层体系。地球各圈层(岩石圈—土壤圈—大气圈—水圈—生物圈)、各过程(生物过程、物理过程、化学过程)、各要素(如:山水林田湖草海)之间相互作用、相互联系、连锁响应。地球系统科学将大气圈、生物圈、土壤圈、岩石圈、地幔/地核作为一个系统,通过大跨度的学科交叉,构建地球的演变框架,理解当前正在发生的过程和机制,预测未来几百年的变化。地球系统科学的研究对象,在空间尺度上可以从分子结构到全球尺度,在时间尺度上可以从数亿年的演化过程到瞬间的破裂变形。

地球演化的不同阶段,地质作用特征也不相同。在地球形成之初,由于小星体加积,星体之间的引力势能及其动能由于碰撞转化为热能,再加上放射性物质含量高,衰变速率快,产生了大量的热能。内动力地质作用十分发育,表层地球被岩浆海所覆盖,逐渐分异出地壳,地幔和地核。相比较而言太阳的较为昏暗,外动力地质作用较弱。现今地球在板块构造体制下,内动力地质作用依然很活跃,同时太阳光度增强,外动力地质作用也非常活跃。

地球形成初期的地质作用

不同时期具有不同的地质过程

同时地球系统的物理、化学及生物过程在空间上又可以分为许多子过程,各个过程彼此交错,相互影响。

Kppen的气候区分类

二,地球系统科学发展历史 1, 萌 芽 时 期

生物圈、生物地球化学的创始人,前苏联著名地球化学家维尔纳茨基(1863-1945),指出生物是地质营力的一部分,地圈与生物圈协同演化。他写到:“生命并非地表上偶然发生的外部演化。相反,它与地壳构造有着密切的关联,没有生命,地球的脸面就会失去表情,变得像月球般木然。”

维尔纳茨基及其著作

二十世纪七十年代,英国气象学家洛夫洛克认为生物与地球组成了一个类似生物的有机体,其拥有一个全球规模的自我调节系统,是一个“超级有机体”,强调生物圈对全球环境的调节作用,认为地球表面的气候和化学成分,由生物圈维持在一个最适宜生物圈的动态平衡中,并用希腊神话中大地女神“Gaia盖娅”命名这个控制系统。

洛夫洛克及地球演化简史

2, 从全球变化到地球系统科学

1,Keeling 曲线

美国斯克里普斯海洋研究所的Charles David Keeling于1958年,在夏威夷Mauna Loa火山顶部持续采样,检测大气CO2浓度,发现CO2浓度已经由1958年的318ppm上升到目前的411ppm,是近80万年以来CO2浓度最高值,在冰期时CO2浓度最低只有185ppm,因此这条著名的大气CO2浓度变化曲线又名“Keeling 曲线”。CO2作为最主要的温室气体,是导致全球变暖的主要原因。

David Keeling及Keeling 曲线

Keeling 曲线简介

2,南极臭氧层空洞

1985年,英国科学家Farman等人总结他们在南极哈雷湾观测站自1975年来的观测结果,发现从1975年以来,南极每年早春(南极10月份)总臭氧浓度的减少超过30%,在科学界引起震惊,从而使得南极臭氧层空洞问题广受关注。1987年世界多个国家签署《蒙特利尔议定书》,1989年1月1日正式生效,1996年,氯氟烃被正式禁止生产,截至目前臭氧层已经稳定下来并逐步开始恢复。

1979-2017年南极臭氧层卫星图

南极臭氧层恢复图及未来趋势预测

3,“地球系统科学”名词的首次提出

将地球作为整体、从圈层相互作用着眼的“地球系统科学”,源自“全球变化”的研究。20世纪80年代为应对“臭氧层空洞”、“温室效应”的威胁,首先由大气科学界发起,在全球范围内对碳循环等进行跨越圈层的追踪。1983年,美国国家航空航天局(NASA)建立了“地球系统科学委员会”;1986年NASA首次将地球系统科学(Earth system science)作为一个名词提出;1988年NASA出版了“Earth System Science: A Closer View",提出著名的“Bretherton图”,展示了大气、海洋、生物圈之间,在物理过程和生物地球化学循环的相互作用,标志着“地球系统科学”的起步。

“地球系统科学”名词的首次出现

3, 发展中的地球系统科学

1,国际全球变化研究计划

自二十世纪八十年代开始,国际科学界先后发起并组织实施了以全球变化与地球系统为研究对象,由四大研究计划组成的全球变化研究计划,即:世界气候研究计划(WCRP,World Climate Research Programme)、国际地圈生物圈计划(IGBP,International Geosphere-Biosphere Programme)、全球环境变化人文因素计划(IHDP,International Human Dimension of Global Environmental Change Programme)、生物多样性计划(DIVERSITAS)。进入新世纪,四大全球环境变化计划又联手建立了“地球系统科学联盟(ESSP)。

国际全球变化研究计划历史图解

2,未来地球计划(Future Earth)

2014年,为应对全球环境变化给各区域、国家和社会带来的挑战,加强自然科学与社会科学的沟通与合作,为全球可持续发展提供必要的理论知识、研究手段和方法,由国际科学理事会(ICSU)和国际社会科学理事会(ISSC)发起、联合国教科文组织(UNESCO)、联合国环境署(UNEP)、联合国大学(UNU)、Belmont Forum和国际全球变化研究资助机构(IGFA)等组织共同牵头,组建了为期十年的大型科学计划“未来地球计划(Future Earth)”。

未来地球计划(Future Earth)——全球可持续发展

3,政府间气候变化专门委员会(IPCC)

同时也为应对全球气候变化及其对社会经济的潜在影响和人类应对策略,1988年由联合国环境规划署(UNEP)和世界气象组织(WMO)共同成立了政府间气候变化专门委员会(IPCC)。IPCC负责评审和评估全世界产生的有关认知气候变化方面的最新科学技术和社会经济文献,目前IPCC有三个工作组和一个专题组。第一工作组的主题是气候变化的自然科学基础,第二工作组 是气候变化的影响、适应和脆弱性,第三工作组是减缓气候变化。国家温室气体清单专题组的主要目标是制订和细化国家温室气体排放和清除的计算和报告方法。

IPCC运作构架

4,人类世(Anthropocene)

工业革命以来,人类活动已经逐渐成为主要的地质营力。农业耕作、城镇化以及道路交通等建设大大改变了原有的地表形态;化石燃料燃烧排放的温室气体,改变大气圈的化学组成,对气候系统造成了显著影响。自1970年来,世界人口从37亿人增长到76亿人;全球CO2排放量从149亿吨增长到368亿吨;由大气CO2升高导致的海洋酸化,导致了近海生态系统发生了退化,尤其是造礁珊瑚;全球地表温度增加了约度;海表面温度增加了约度;每十年,北极海冰消融约;全球海平面上升了。我们比1970年,多生产了约15倍的塑料制品,海洋中共累积了约亿吨的塑料垃圾。地球已逐渐进入新的地质时代——“人类世”(Anthropocene)。2015年12月,全球197个国家在巴黎气候变化大会上达成《巴黎协定》,决定共同减少全球碳排放,应对全球气候变暖。此时地球系统科学已经牢牢地扎根在应对全球环境变化的社会需求和地球与生命科学相结合的基础之上。

人类世(Anthropocene)简介

5,横跨时空的地球系统科学

2001年,英、美两国的地质学会在爱丁堡联合举办了“地球系统过程(Earth System Process)”国际大会,将“全球变化”的概念上推了几十亿年,从太古代光合作用的起源,一直到近代暖池演变的气候效应。与“全球变化”不同,这里说的“地球系统科学”不但穿越圈层,而且横跨时空,将“全球变化”的概念应用于地质演变,在探索圈层相互作用的同时,研究时间和空间不同尺度的变化过程,揭示不同尺度过程的驱动机制和相互关系。地球系统概念进入地质科学,不但是全球变化研究圈层相互作用在时间上的延伸,更标志着地质科学进入集成研究的新时期。

2001年地球系统过程(Earth System Process)国际大会

三,地球圈层相互作用举例 1, 生物圈与大气圈及地圈相互作用

大氧化事件与条带状铁建造的形成

大约在24亿年前,大气中的游离氧含量(以相当于现代大气圈的分压表示,PAL=Present Atmosphere Level)突然增加,由一个极低的水平急剧增至现在浓度的10%,随后保持在一个稳定水平直至亿年前,被称为“大氧化事件”(Great Oxygenation Event,GOE),亿年前,氧气含量再次增加,被称为“新远古代氧化事件”(Neoproterozoic Oxygenation Event,NOE)直至达到约当前的水平。目前传统观点认为,海洋中的蓝细菌通过光合作用,使之前还原性的地表环境逐渐变为氧化环境。GOE是前寒武时期的一次重大地质事件,导致大量厌氧生物的灭绝,真核生物渐渐繁盛,多细胞生物逐渐出现并发展,改变了海洋化学环境,使得大量条带状铁建造(Banded Iron Formations,BIFs)形成(BIFs是全世界储量最大 、分布最广的铁矿类型),是地球表层系统的一次全面变革。

2, 地圈与大气圈及水圈等相互作用

1,海陆分布格局演化

地球气候系统不仅受太阳辐射纬度分布等的外部影响,同时也受海陆分布及地形等下垫面因素的影响。1912年,德国天文学家阿尔弗雷德魏格纳于发表论文提出大陆漂移假说,之后随着海底扩张和板块构造理论的提出,人们发现地球的大陆和海洋面貌也可以发生翻天地覆的变化。大陆是地球在长期复杂地质作用过程中,由各种不同块体与组分,历经多次改造而成的复杂拼合体,在地质历史时期,呈现出不同的海陆分布格局,如地球曾经可能存在过4次超大陆(地球上所有陆地几乎拼合在一个块体之上),从老到新依次为基诺兰(Kenorland,26-24亿年)、哥伦比亚(Columbia,亿年)、罗迪尼亚(Rodinia,10亿年)和联合大陆(Pangaea,亿年)。

2,联合大陆的超级季风

从二叠纪到早侏罗世(约亿年前)的联合大陆(Pangaea),由北半球的劳亚大陆和南半球的冈瓦纳大陆在赤道附近连接而成,尤以三叠纪早期为最盛。模拟结果显示出全球(全大陆)规模的“超级季风(Megamonsoon)”:冬、夏出现方向相反的季风,ITCZ在联合大陆上作大幅度的迁移,雨量集中在特提斯洋附近,内陆降雨量几乎为零,联合大陆气候的大陆性极强,内陆冬夏温差可以高达50℃。

3,由青藏高原隆升引发的一系列气候变化

大约5000万年前,板块运动使印度与亚洲大陆碰撞导致地球历史上一次重要的造山事件,形成了全球规模最大的喜马拉雅—青藏造山带及世界的屋脊——青藏高原。

青藏高原隆升过程

青藏高原的隆升,改变并形成了我国西高东低的地形格局(我国大陆至少到白垩纪为止仍为东高西低的地势);引起了亚洲主要河流分布和走向的变化,改变了陆地向海洋的淡水和沉积物输送状况;使地球上大面积的热带、亚热带和温带陆地海拔抬升到4500m以上成为高寒区,形成冰雪、冻土集中分布的“世界第三极”;使西风环流发生分支,夏季的南支气流和冬季的北支气流对季风具有加强作用;隆升后的高原在夏季成为大气的热源、冬季构成冷源,使亚洲大范围地区夏季盛行偏南风,从低纬海洋带来大量水汽,使我国南方成为湿润的鱼米之乡,而冬季盛行干冷的偏北风,构成强大的亚洲季风;对来自海洋的水汽构成地形屏障,在亚洲形成世界上最大的内陆干旱区;使得高原区物理和化学风化加强,吸收大气CO2,导致全球逐渐变冷。

高原隆升引起的环境效应

高原隆升引起的的风化加剧和地壳均衡

3, 地圈与水圈相互作用

环南极洋流与南极冰盖形成

新生代以来,全球温度呈现阶段性下降趋势,始新世/渐新世之交(~34 Ma),降温极为剧烈,导致南极冰盖形成。德雷克和塔斯马尼亚海峡通道的开启导致环南极洋流(Antarctic Circumpolar Current,ACC)形成,从而阻碍了低纬向南半球高纬的热量传输,进而导致南极冰盖增长。当南极冰盖继续增长,扩大的冰盖范围足以封闭整个德雷克海峡时,这时环南极洋流受阻,环南极西风漂流带会消失,增强赤道热量向南极的输送,使扩展冰盖趋于消失,这是南极冰盖不能扩展成南半球大冰川的一个重要原因。

环南极洋流

4, 冰冻圈与地圈相互作用

冰川消融引起的地壳均衡调整

冰川均衡调整(Glacial isostatic adjustment,GIA)岩石圈对冰期地表冰和海水负荷改变的响应。一方面末次冰消期以来,北美的劳仑泰冰盖、科迪勒拉和伊努伊特冰盖以及欧亚大陆的不列颠、斯堪的纳维亚和巴伦支海-喀拉海等冰盖大规模融化,大量的冰融水进入大洋,造成全球平均海平面上涨约120 m;另一方面,由于冰川的卸载和海洋盆地的加载引起的地球内部物质的重新分布,导致冰后的地壳运动、地球重力场和应力场的变化,在之前的冰盖覆盖区,可能造成海平面的下降。

冰川消融引起的地壳均衡调整

如位于加拿大努纳武特行政区的巴瑟斯特因莱特,冰消期以来,因冰盖消融而引起的岩石圈均衡作用,导致该地区海平面一直在下降,形成了众多海岸线,现在这个地区的海平面仍在下降,如下图所示。

冰消期以来加拿大努纳武特行政区形成的海岸线

四,未 来 展 望地球系统科学研究进入新的时期,人类上天、下海以及向地球深部进军的能力逐渐增强,各类探测器渐渐遍布天空、海洋、地表及以下,建立了庞大的对地球系统状态的观测网络,实时获取地球系统各圈层要素的信息。地史学将地球系统科学的研究横跨时空,古今过程的结合,帮助我们更好的认知地球的过去、现在和未来。同时超级计算机的出现,极快的运算速度和庞大的存储容量, 使得人们对于高度复杂的非线性地球系统的模拟有了可能,利用大数据、云计算等现代信息技术处理分析数据,建立模型,推进着地球系统科学的发展。1, 原始数据获取

1,现代过程的观测体系

利用空天地一体化的调查方法技术,通过各类观测平台,获取地球系统各要素的数量、产状、结构、分布等基础要素信息。如在全球层面,已建立了全球环境监测系统(GEMS)、全球陆地观测系统(GTOS)、全球海洋观测系统(GOOS)、全球气候观测系统(GCOS)、国际长期生态研究网络(ILTER)、通量观测网络(FLUXNET)和综合全球观测战略(IGOS)等,通过天上卫星、陆表观测台站、海洋浮标、潜标和深潜器、地球深部探测等获取第一手数据,目前已更深程度地开展,上天、入地和下海等的数据获取,扩张人类认知地球的边界。

2,地史资料获取

地球上形成的各类岩石和沉积物忠实地记录了当时的地质过程及环境信息,是记录地球历史的“天然书籍”,我们可以利用这些材料去重建地史时期的地球系统演变过程。目前已经开展的大洋和大陆钻探等,正帮助人们往更古老的地质历史延伸,而高精度仪器分析技术的进步,使得人们可以获取更高时空分辨率的地质信息。

2, 模拟与预测体系及服务可持续发展

在获取第一手原始数据后,需要对所发生的各个时空尺度的地球系统过程进行模拟,以更好认知地球系统不同圈层、不同过程、不同时空尺度的运行与演变规律,并服务于可持续发展。近年来,原始数据的观测力度在不断增强,在模拟和预测方面刚刚起步,但发展势头迅猛。

气候模式的演变

2002年3月,日本地球模拟器开始运作,致力于带动日本海洋地球科学及相关领域的研发。

2015年3月,中科院大气物理研究所联合中科院计算所、中科院网络中心、中科曙光等单位率先启动“地球数值模拟装置”原型系统建设项目,2017年“地球系统数值模拟装置”国家重大科技基础设施项目获批建设。

2017年11月,青岛海洋科学与技术国家实验室联合美国国家大气研究中心、美国德州农工大学共同建设国际高分辨率地球系统预测实验室。

2018年4月,美国能源部(DOE)耗费四年时间构建了一个百亿亿次地球系统模型(E3SM),该模型作为“第一个端到端的多尺度地球系统模型”,它能够模拟地球的地壳、大气、冰山及海洋运动,从而预测地壳、大气及水循环系统相互作用的方式。

相信随着观测手段的多样性发展和技术的长足进步,获取地球系统各要素的数量、产状、结构、分布等基础要素信息的时空分辨率越来越高;计算机运算速度和存储容量的不断发展,超级计算机的飞速进步;地球系统模式向各个圈层和时空深度不断扩展,地球系统科学必迎来更大的发展和进步,从而促进人类对地球本身的科学认知,增强人类适应全球环境变化的能力,服务于可持续发展!

参考资料:

汪品先. 地球系统科学:理解与误解[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2014(4):30-30.

吴福元,郭正堂. 青藏高原隆升能引起全球气候变化吗?. 10000个科学难题

郭正堂. 黄土高原见证季风和荒漠的由来[J]. SCIENTIA SINICA Terrae, 2017, 47(4): 421-437.

王斌, 周天军, 俞永强. 地球系统模式发展展望[J]. 气象学报, 2008, 66(6):857-869.

侯增谦. 立足地球系统科学,支撑自然资源统一管理和系统修复. 中国自然资源报, 2018.

IPCC第五次评估报告(AR5)

舒良树.普通地质学[D].北京.地质出版社

朱诚,谢志仁等[D].北京.科学出版社

2018第十届中国(海南)国际海洋产业博览会(2018年9月28日-30日)

珊瑚礁究竟有多重要?| 官方授权独家首发《珊瑚礁科学概论》

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航空动力学报和航空学报

航空学报、推进技术、宇航学报等。航天科工704所的核心期刊包括航空学报、推进技术、宇航学报等知识。《航空动力学报》期刊影响因子在航空航天类期刊中排名第二。

我觉得是3个

航空动力学报投稿难度很大。

《航空动力学报》是中国航空学会主办,经国家科委批准的高级刊物,向国内外公开发行。主要刊登航空航天发动机的原理与设计,气动热力学。

叶轮机械,燃烧学,传热传质学,结构力学,自动控制、机械传动、实验技术以及热动力工程等方面的最新科技成果。编委会由主编、副主编及编委共50余人组成,均为该领域的著名专家学者。

主要栏目

航空航天发动机原理与设计、叶轮机械、燃烧、传热、传质、自动控制、结构、强度、振动、气动热力学、机械传动、实验技术。

国外:美国工程信息公司EI《Engineering Index》美国《国际航空宇航文摘》(International Aerospace Abstracts)美国《航空航天数据库(Aerospace Database)》美国剑桥科学文摘CSA (Cambridge Scientific Abstracts)英国《科学文摘》(SA,INSPEC)俄罗斯文摘杂志(AJ of VINITI)日本《科学技术文献速报》(CBST)(即JST,日本科学激素信息社数据库)波兰《哥白尼索引》(IC)国内:《中国科学院文献情报中心数据库》《中国学术期刊数据库(CNKI)》《中国学术期刊文摘》《航空航天数据库》《中国科技论文引文数据库(CSTP、CSTY)》《中国科学引文数据库(CSCD)》《中文科技期刊数据库(VIP)》《中国力学文摘数据库》《中国物理文摘数据库》《中国学术期刊(光盘版)》《中国期刊网》等并同英国皇家航空协会,美国AEROSPACE、AIAA等国外期刊进行交换。学报自创刊至今,共发表2500多篇文章,其中各种基金项目的文章占30%。

航空发动机发展史论文

你们才七百字啊?我们让写三千字

活塞式发动机时期

早期液冷发动机居主导地位。

19世纪末,在内燃机开始用于汽车的同时,人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源,并着手这方面的试验。

1903年,美国莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后,成功地用到他们的飞行者一号飞机上进行飞行试验。

这台发动机只发出 kW的功率,重量却有81 kg,功重比为。

发动机通过两根自行车上那样的链条,带动两个直径为的木制螺旋桨。

首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为。

但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。

在飞机用于战争目的的推动下,航空特别是在欧洲开始蓬勃发展,法国在当时处于领先地位。

美国虽然发明了动力飞机并且制造了第一架军用飞机,但在参战时连一架可用的新式飞机都没有。

在前线的美国航空中队的6287架飞机中有4791架是法国飞机,如装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机的斯佩德战斗机。

这种发动机的功率已达130~220kW, 推重比为左右。

飞机速度超过200km/h,升限6650m。

当时,飞机的飞行速度还比较小,气冷发动机冷却困难。

为了冷却,发动机 *** 在外,阻力又较大。

因此,大多数飞机特别是战斗机采用的是液冷式发动机。

期间,1908年由法国塞甘兄弟发明旋转汽缸气冷星型发动机曾风行一时。

这种曲轴固定而汽缸旋转的发动机终因功率的增大受到限制,在固定汽缸的气冷星型发动机的冷却问题解决之后退出了历史舞台。

在两次世界大战之间,在活塞式发动机领域出现几项重要的发明:发动机整流罩既减小了飞机阻力,又解决了气冷发动机的冷却困难问题,甚至可以的设计两排或四排汽缸的发动机,为增加功率创造了条件;废气涡轮增压器提高了高空条件下的进气压力,改善了发动机的高空性能;变距螺旋桨可增加螺旋桨的效率和发动机的功率输出;内充金属钠的冷却排气门解决了排气门的过热问题;向汽缸内喷水和甲醇的混合液可在短时内增加功率三分之一;高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性,使汽缸内燃烧前压力由2~3逐步增加到5~6,甚至8~9,既提高了升功率,又降低了耗油率。

从20世纪20年代中期开始,气冷发动机发展迅速,但液冷发动机仍有一席之地在此期间,在整流罩解决了阻力和冷却问题后,气冷星型发动机由于有刚性大,重量轻,可靠性、维修性和生存性好,功率增长潜力大等优点而得到迅速发展,并开始在大型轰炸机、运输机和对地攻击机上取代液冷发动机。

在20世纪20年代中期,美国莱特公司和普·惠公司先后发展出单排的旋风和飓风以及黄蜂和大黄蜂发动机,最大功率超过400kW,功重比超过1kW/daN。

到第二次世界大战爆发时,由于双排气冷星型发动机的研制成功,发动机功率已提高到600~820kW。

此时,螺旋桨战斗机的飞行速度已超过500km/h,飞行高度达10000m。

在第二次世纪大战期间,气冷星型发动机继续向大功率方向发展。

其中比较著名的有普·惠公司的双排双黄蜂((R-2800)和四排巨黄蜂(R-4360)。

前者在1939年7月1日定型,开始时功率为1230kW, 共发展出5个系列几十个改型,最后功率达到2088kW,用于大量的军民用飞机和直升机。

单单为P-47战斗机就生产了24000台R-2800发动机,其中P-47 J的最大速度达805km/h。

虽然有争议,但据说这是第二次世界大战中飞得最快的战斗机。

这种发动机在航空史上占有特殊的地位。

在航空博物馆或航空展览会上,R-2800总是放置在中央位置。

甚至有的航空史书上说,如果没有R-2800发动机,在第二次世界大战中盟国的取胜要困难得多。

后者有四排28个汽缸,排量为,功率为2200~3000kW, 是世界上功率最大的活塞式发动机,用于一些大型轰炸机和运输机。

1941年,围绕六台R-4360发动机设计的B-36轰炸机是少数推进式飞机之一,但未投入使用。

莱特公司的R-2600和R-3350发动机也是很有名的双排气冷星型发动机。

前者在1939推出,功率为1120kW,用于第一架载买票旅客飞越大西洋的波音公司快帆314型四发水上飞机以及一些较小的鱼雷机、轰炸机和攻击机。

后者在1941年投入使用,开始时功率为2088kW,主要用于著名的B-29空中堡垒战略轰炸机。

R-3350在战后发展出一种重要改型--涡轮组合发动机。

发动机的排气驱动三个沿周向均布的废气涡轮,每个涡轮在最大状态下可发出150kW的功率。

这样,R-3350的功率提高到2535kW,耗油率低达(kW·h)。

1946年9月,装两台R-3350涡轮组合发动机的P2V1海王星飞机创造了18090km的空中不加油的飞行距离世界纪录。

液冷发动机与气冷发动机之间的竞争在第二次世界大战中仍在继续。

液冷发动机虽然有许多缺点,但它的迎风面积小,对高速战斗机特别有利。

而且,战斗机的飞行高度高,受地面火力的威胁小,液冷发动机易损的弱点不突出。

所以,它在许多战斗机上得到应用。

例如,美国在这次大战中生产量最大的5种战斗机中有4种采用液冷发动机。

其中,值得一提的是英国罗-罗公司的梅林发动机。

它在1935年11月在飓风战斗机上首次飞行时,功率达到708kW;1936年在喷火战斗机上飞行时,功率提高到783kW。

这两种飞机都是第二次世界大战期间有名的战斗机,速度分别达到624km/h和750km/h。

梅林发动机的功率在战争末期达到1238kW,甚至创造过1491kW的纪录。

美国派克公司按专利生产了梅林发动机,用于改装P-51野马战斗机,使一种平常的飞机变成战时最优秀的战斗机。

野马战斗机采用一种不常见的五叶螺旋桨,安装梅林发动机后,最大速度达到760km/h,飞行高度为15000m。

除具有当时最快的速度外,野马战斗机的另一个突出的优点是有惊人的远航能力,它可以把盟军的轰炸机一直护送到柏林。

到战争结束时,野马战斗机在空战 *** 击落敌机4950架,居欧洲战场的首位。

而在远东和太平洋战场上,则是由于装备了气冷发动机的F6F地狱猫战斗机的参战,才结束了日本零式战斗机的霸主地位。

航空史学界把野马飞机看作螺旋桨战斗机的顶峰之作。

在第二次世界大战开始之后和战后的最主要的技术进展有直接注油、涡轮组合发动机和低压点火。

在两次世界大战的推动下,发动机的性能提高很快,单机功率从不到10 kW增加到2500 kW左右,功率重量比从 kW/daN 提高到 kW/daN左右,升功率从每升排量几千瓦增加到四五十千瓦,耗油率从约 kg/(kW·h)降低到 kg/(kW·h)。

翻修寿命从几十小时延长到2000~3000h。

到第二次世界大战结束时,活塞式发动机已经发展得相当成熟,以它为动力的螺旋桨飞机的飞行速度从16km/h提高到近800 km/h,飞行高度达到15000 m。

可以说,活塞式发动机已经达到其发展的顶峰。

喷气时代的活塞式发动机

在第二次世界大战结束后,由于涡轮喷气发动机的发明而开创了喷气时代,活塞式发动机逐步退出主要航空领域,但功率小于370 kW的水平对缸活塞式发动机发动机仍广泛应用在轻型低速飞机和直升机上,如行政机、农林机、勘探机、体育运动机、私人飞机和各种无人机,旋转活塞发动机在无人机上崭露头角,而且美国NASA还正在发展用航空煤油的新型二冲程柴油机供下一代小型通用飞机使用。

美国NASA已经实施了一项通用航空推进计划,为未来安全舒适、操作简便和价格低廉的通用轻型飞机提供动力技术。

这种轻型飞机大致是4~6座的,飞行速度在365 km/h左右。

一个方案是用涡轮风扇发动机,用它的飞机稍大,有6个座位,速度偏高。

另一个方案是用狄塞尔循环活塞式发动机,用它的飞机有4个座位,速度偏低。

对发动机的要求为: 功率为150 kW; 耗油率 kg/(kW·h); 满足未来的排放要求; 制造和维修成本降低一半。

到2000年,该计划已经进行了500h以上的发动机地面试验,功率达到130 kW,耗油率 kg/(kW·h)。

燃气涡轮发动机时期

第二个时期从第二次世界大战结束至今。

60年来,航空燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机,开创了喷气时代,居航空动力的主导地位。

在技术发展的推动下(见表1),涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、桨扇发动机和涡轮轴发动机在不同时期在不同的飞行领域内发挥着各自的作用,使航空器性能跨上一个又一个新的台阶。

涡喷/涡扇发动机

英国的惠特尔和德国的奥海因分别在1937年7月14日和1937年9月研制成功离心式涡轮喷气发动机WU和HeS3B。

前者推力为530daN,但1941年5月15日首次试飞的格罗斯特公司E28/39飞机装的是其改进型W1B,推力为540daN,推重比。

后者推力为490daN,推重比,于1939年8月27日率先装在亨克尔公司的He-178飞机上试飞成功。

这是世界上第一架试飞成功的喷气式飞机,开创了喷气推进新时代和航空事业的新纪元。

世界上第一台实用的涡轮喷气发动机是德国的尤莫-004,1940年10月开始台架试车,1941年12月推力达到980daN,1942年7月18日装在梅塞施米特Me-262飞机上试飞成功。

自1944年9月至1945年5月,Me-262共击落盟军飞机613架,自己损失200架(包括非战斗损失)。

英国的第一种实用涡轮喷气发动机是1943年4月罗·罗公司推出的威兰德,推力为755daN,推重比。

该发动机当年投入生产后即装备流星战斗机,于1944年5月交给英国空军使用。

该机曾在英吉利海峡上空成功地拦截了德国的V-1导弹。

战后,美、苏、法通过买专利,或借助从德国取得的资料和人员,陆续发展了本国第一代涡轮喷气发动机。

其中,美国通用电气公司的J47轴流式涡喷发动机和苏联克里莫夫设计局的RD-45离心式涡喷发动机的推力都在2650daN左右,推重比为2~3,它们分别在1949年和1948年装在F-86和米格-15战斗机上服役。

这两种飞机在朝鲜战争期间展开了你死我活的空战。

20世纪50年代初,加力燃烧室的采用使发动机在短时间内能够大幅度提高推力,为飞机突破声障提供足够的推力。

典型的发动机有美国的J57和苏联的RD-9B,它们的加力推力分别为7000daN和3250daN,推重比各为和。

它们分别装在超声速的单发F-100和双发米格-19战斗机上。

在50年代末和60年代初,各国研制了适合M2以上飞机的一批涡喷发动机,如J79、J75、埃汶、奥林帕斯、阿塔9C、R-11和R-13,推重比已达5~6。

在60年代中期还发展出用于M3一级飞机的J58和R-31涡喷发动机。

到70年代初,用于协和超声速客机的奥林帕斯593涡喷发动机定型,最大推力达到17000daN。

从此再没有重要的涡喷发动机问世。

涡扇发动机的发展源于第二次世界大战。

世界上第一台运转的涡轮风扇发动机是德国戴姆勒-奔驰研制的DB670(或109-007),于1943年4月在实验台上达到840千克推力,但因技术困难及战争原因没能获得进一步发展。

世界上第一种批量生产的涡扇发动机是1959年定型的英国康维,推力为5730daN,用于VC-10、DC-8和波音707客机。

涵道比有和两种,耗油率比同时期的涡喷发动机低10%~20%。

1960年,美国在JT3C涡喷发动机的基础上改型研制成功JT3D涡扇发动机,推力超过7700daN,涵道比,用于波音707和DC-8客机以及军用运输机。

以后,涡扇发动机向低涵道比的军用加力发动机和高涵道比的民用发动机的两个方向发展。

在低涵道比军用加力涡扇发动机方面,20世纪60年代,英、美在民用涡扇发动机的基础上研制出斯贝-MK202和TF30,分别用于英国购买的鬼怪F-4M/K战斗机和美国的F111(后又用于F-14战斗机)。

它们的推重比与同时期的涡喷发动机差不多,但中间耗油率低,使飞机航程大大增加。

在70~80年代,各国研制出推重比8一级的涡扇发动机,如美国的F!00、F404、F110,西欧三国的RB199,前苏联的RD-33和AL-31F。

它们装备在一线的第三代战斗机,如F-15、F-16、F-18、狂风、米格-29和苏-27。

推重比10一级的涡扇发动机已研制成功,即将投入服役。

它们包括美国的F-22/F119、西欧的EFA2000/EJ200和法国的阵风/M88。

其中,F-22/F119具有第四代战斗机代表性特征--超声速巡航、短距起落、超机动性和隐身能力。

超声速垂直起飞短距着陆的JSF动力装置F136正在研制之中,预计将于2010~2012年投入服役。

自20世纪70年代第一代推力在20000daN以上的高涵道比(4~6)涡扇发动机投入使用以来,开创了大型宽体客机的新时代。

后来,又发展出推力小于20000daN的不同推力级的高涵道比涡扇发动机,广泛用于各种干线和支线客机。

10000~15000daN推力级的CFM56系列已生产13000多台,并创造了机上寿命超过30000h的记录。

民用涡扇发动机依然投入使用以来,已使巡航耗油率降低一半,噪声下降20dB, CO、UHC、NOX分别减少70%、90%、45%。

90年代中期装备波音777投入使用的第二代高涵道比(6~9)涡扇发动机的推力超过35000daN。

其中,通用电气公司GE90-115B在2003年2月创造了56900daN的发动机推力世界纪录。

普·惠公司正在研制新一代涡扇发动机PW8000,这种齿轮传动涡扇发动机,推力为11 000~16 000daN,涵道比11,耗油率下降9%。

涡桨/涡轴发动机

第一台涡轮螺旋桨发动机为匈牙利于1937年设计、1940年试运转的 Jendrassik Cs-1。

该机原计划用于本国Varga RMI-1 X/H型双引擎侦察/轰炸机但该机项目被取消。

1942年,英国开始研制本国第一台涡桨发动机罗尔斯-罗伊斯 Trent。

该机于1944年6月首次运转,经过633小时试车后于1945年9月20日安装在一台格罗斯特“流星”战斗机上,并做了298小时飞行实验。

以后,英国、美国和前苏联陆续研制出多种涡桨发动机,如达特、T56、AI-20和AI-24。

这些涡桨发动机的耗油率低,起飞推力大,装备了一些重要的运输机和轰炸机。

美国在1956年服役的涡桨发动机T56/501,装于C-130运输机、P3-C侦察机和E-2C预警机。

它的功率范围为2580~4414 kW ,有多个军民用系列,已生产了17000多台,出口到50多个国家和地区,是世界上生产数量最多的涡桨发动机之一,至今还在生产。

前苏联的HK-12M的最达功率达11000kW,用于图-95熊式轰炸机、安-22军用运输机和图-114民用运输机。

终因螺旋桨在吸收功率、尺寸和飞行速度方面的限制,在大型飞机上涡轮螺旋桨发动机逐步被涡轮风扇发动机所取代,但在中小型运输机和通用飞机上仍有一席之地。

其中加拿大普·惠公司的PT6A发动机是典型代表,40年来,这个功率范围为350~1100kW的发动机系列已发展出30多个改型,用于144个国家的近百种飞机,共生产了30000多台。

美国在90年代在T56和T406的基础上研制出新一代高速支线飞机用的AE2100是当前最先进的涡桨发动机,功率范围为2983~5966 kW,其起飞耗油率特低,为 kg/(kW·h)。

在20世纪80年代后期,掀起了一阵性能上介于涡桨发动机和涡扇发动机之间的桨扇发动机热。

一些著名的发动机公司都在不同程度上进行了预计和试验,其中通用电气公司的无涵道风扇(UDF)GE36曾进行了飞行试验。

从1950年法国透博梅卡公司研制出206 kW的阿都斯特Ⅰ型涡轴发动机并装备美国的S52-5直升机上首飞成功以后,涡轮轴发动机在直升机领域逐步取代活塞式发动机而成为最主要的动力形式。

半个世纪以来,涡轴发动机已成功低发展出四代,功重比已从2kW/daN提高到 kW/daN。

第三代涡轴发动机是20世纪70年代设计,80年代投产的产品。

主要代表机型有马基拉、T700-GE-701A和TV3-117VM,装备AS322超美洲豹、UH-60A、AH-64A、米-24和卡-52。

第四代涡轴发动机是20世纪80年代末90年代初开始研制的新一代发动机,代表机型有英、法联合研制的RTM322、美国的T800-LHT-800、德法英联合研制的MTR390和俄罗斯的TVD1500,用于NH-90、EH-101、WAH-64、RAH-66科曼奇、PAH-2/HAP/HAC虎和卡-52。

世界上最大的涡轮轴发动机是乌克兰的D-136,起飞功率为7500 kW,装两台发动机的米-26直升机可运载20 t的货物。

以T406涡轮轴发动机为动力的倾转旋翼机V-22突破常规旋翼机400 km/h的飞行速度上限,一下子提高到638 km/h。

航空燃气涡轮发动机问世以后的60年来在技术上取得的重大进步可用下列数字表明:

服役的战斗机发动机推重比从2提高到7~9,已经定型并即将投入使用的达9~10。

民用大涵道比涡扇发动机的最大推力已超过50000 daN,巡航耗油率从50年代涡喷发动机 kg/(daN·h)下降到 kg/(daN·h), 噪声已下降20dB,CO、UHC和NOx分别下降70%、90%和45%。

服役的直升机用涡轴发动机的功重比从2kW/daN提高到 kW/daN,已经定型并即将投入使用的达 kW/daN。

发动机可靠性和耐久性倍增,军用发动机空中停车率一般为 000发动机飞行小时,民用发动机为 000发动机飞行小时。

战斗机发动机整机定型要求通过4300~6000TAC循环试验,相当于平时使用10多年,热端零件寿命达到2 000h;民用发动机热端部件寿命,为7000~10000 h,整机的机上寿命达到15000~20 000 h,也相当使用10年左右。

总之,航空涡轮发动机已经发展得相当成熟,为各种航空器的发展作出了重要贡献,其中包M3一级的战斗/侦察机,具有超声速巡航、隐身、短距起落和超机动能力的战斗机、亚声速垂直起落战斗机、满足180min 双发干线客机延长航程(ETOPS)要求的宽体客机、有效载重大20t的巨型直升机和速度超过600km/h的倾转旋翼机。

同时,还为各种航空改型轻型地面燃气轮机打下基础。

回顾20年来的风雨历程,不辱使命的广大参研人员用智慧和信心换来的这张通行证上,闪烁的不仅是荣誉和光芒,而且还带有苦涩和悲壮。20世纪90年代以前,一航动力所航空发动机试车台非常简陋,每次试车启动发动机,轰鸣的响声震耳欲聋,周围几里地都能听得到,参试人员只好用棉团塞住耳朵。尽管这样,加力试车的时候,轰鸣声仍让人难以忍受,强烈的噪音对身体刺激可想而知。当年经历过那种环境的试车人,有的患了心脏病,有的耳膜穿孔,但他们从来没有抱怨。也正是有了这些老航空人,我们的航空发动机事业才得以发展壮大。太行发动机的广大参研人员刻苦钻研,屡克难关,先后攻克了几十项重大技术关键。2003年,“太行”发动机研制工作进入决战决胜阶段。由于对发动机研制规律的认识和把握上还有不小差距,加上质量管理和工作作风等方面存在一些问题,导致研制工作几度陷入困境。先后经受了两次大的考验:一次是发动机在试车时,发生了高压压气机四级盘破裂事故;第二次是在高空台模拟试验和调整试飞中,先后暴露出一些技术问题,如高空小表速发动机加速慢等。飞机在2003年8月下旬至9月上旬的试飞中,5个起落出现3次“特情”。2004年夏天,太行发动机在进行规定试飞时,发生发动机空中停车,虽然最后安全返回,但使太行发动机机研制陷入被动。 606所与行业内外的专家共同分析排故对策,并进一步做好故障研究和故障分析工作,先后完成17份故障计算、研究、分析报告,最后恢复了太行发动机的定型试飞。解决了如地面喘振、空中异常响声、试车温度异常和小发提前脱开等试飞中遇到的多种技术问题。在发动机的试制中,中国一航创造性地学习和应用国外先进经验,打破了过去一厂一机的管理模式,发挥国内各专业优势,多家企业组成国家联合队,协同攻关,成功应用了百种新材料、新工艺。发动机材料已接近或达到国际先进水平。先进新材料占整机重量超过50%。包括先进钛合金、先进高温合金以及在国产发动机上第一次采用的高比强-高温树脂基复合材料。在太行发动机研制过程中采用的新技术有:1)三级风扇为带进气可变弯度导向叶片的跨音速气动设计,采用悬臂支承,不带进气变弯度导向叶片;超塑成型扩散连接的进气机匣,是国内该项设计技术的全新突破; 2)两级低压涡轮为复合倾斜弯扭的三维气动设计,低压涡轮两级导向叶片均为空心、三联整体无余量精铸结构,与高压涡轮对转,其效率达到当今国际先进水平。 3) 太行的空心叶片,606所集中国内最优秀的设计、材料、工艺、加工、检测等方面的专家组成了“国家队”,经过8年的潜心研究、试验,终于掌握了这种被誉为现代航空发动机“王冠上的明珠” 的尖端技术。借鉴了国际上先进的气膜冷却技术,大胆采用了复合气冷空心涡轮叶片。它不仅包括先进的设计技术、高温材料技术,还包括定向凝固技术、无余量精铸技术、五坐标数控打孔技术、磨粒流光整技术、无损检测技术、冷却试验技术、高温涂层技术。 4)“太行”发动机复合材料外涵机匣是复合材料技术在国内航空发动机上的第一次应用。是国外第四代发动机技术,填补了国内航空发动机技术的空白;复合材料外涵机匣比钛板焊接结构的外涵机匣重量减轻30%,而且比强度、比刚度更高,疲劳寿命更长,更耐腐蚀。 5)加力燃烧室为“平行进气”式,工作范围宽,重量轻,流体损失小,采用分区分压供油方案,保证了在发动机工作包线内的可靠点火和稳定; 6)第Ⅳ级和Ⅷ级高压压气静子叶片,在国内首次实现了高温合金叶片的冷辊轧。研制成功的GH4169合金Ⅳ级至Ⅷ级静子叶片冷辊轧填补了国内高温合金叶片冷辊轧技术的空白。2004年12月底完成攻关,在国际上处于领先地位。但是GH4169合金压气机、涡轮盘件,目前仍然存在盘件性能富裕度小,个别情况盘件的性能、组织无法满足标准要求; 新工艺、新结构需要持续改进。 7)尾喷口为全程无级可调收敛扩散喷口设计,填补了国内的空白。不过收扩喷口精铸件平均合格率仅为54%,尚需进一步提高。 8)太行”航空发动机涡轮后机匣电子束焊接,无论是工艺安排还是零件交付质量都无可挑剔。 9)将纳米氧化锆技术应用于热障涂层,给“太行”发动机高压涡轮导向叶片以及低压一、二级导向叶片穿上了一层性能优良稳定的“保护衣”,达到了世界热障涂层技术应用的最前沿。2005年5月,完成该技术工程化,在“太行”发动机叶片上应用。2005年8月,用纳米氧化锆热障涂层技术喷涂的高压涡轮导向叶片解决了烧蚀问题,顺利通过了“太行”发动机长期试车考核。 10)首次采用整体铸造钛合金中介机匣;其技术难题最终由北京航空材料研究院解决。11)“太行”发动机试验初期所用的控制系统是数字电调系统,但其在稳定性、可靠性和抗干扰性等方面还不够成熟,因此改为机械液压方案,1998年12月,该方案装机试车,经过严格的考核验证,能保证发动机可靠工作。原来的数字电调方案则改为第二案,待发展成熟后再取代机械液压控制方案。 12)在“太行”发动机原型机研制阶段,高压涡轮盘采用了粉末冶金的新材料,但由于国内相关技术尚未完全成熟,从定型批这种材料被换掉。

同学,你不要这么直接好吧,我也是在那上课的,也是上网搜就行了,唉,,,木有办法。哈哈。。。这个老师应该会让咱们过吧

航空发动机原理论文

航空发动机的内部构造与工作原理

飞机发动机工作原理:

1、活塞式航空发动机的原理利用气缸运动做功和压缩来输出。

气缸向下运动时,空气被压缩成很小的体积,根据能量守恒,空气温度会升高。此时,在气缸内喷入燃油,再打个电火花,燃油会突然进行剧烈燃烧。燃烧后空气温度升高,体积变大,推动活塞向外运动。活塞带动大质量轮盘转动。

2、涡轮式航空发动机的原理是压缩气体点火燃烧气体变成高温燃气实现起飞。

压气机由多级叶片组成,用于吸气,并将吸入的空气进行逐级压缩,将空气变为高压气体,送入燃烧室。燃烧室内部有点火装置和喷油装置,燃油在高压空气中剧烈燃烧,给压缩空气加热,形成高温燃气。高温燃气一部分用于推动涡轮转动,一部分喷出,用于产生推力。

3、冲压发动机的原理是超燃冲压发动机,在超音速气流中组织燃烧然后产生推力。

从理论上来说,超燃冲压发动机能使飞行器最快飞到25马赫。与弹道导弹的最大速度接近。由于这类速度的飞行器搭载导弹之后,根本无法拦截。

航空发动机

航空发动机(aero-engine)是一种高度复杂和精密的热力机械,作为飞机的心脏,不仅是飞机飞行的动力,也是促进航空事业发展的重要推动力,人类航空史上的每一次重要变革都与航空发动机的技术进步密不可分。

经过百余年的发展,航空发动机已经发展成为可靠性极高的成熟产品,正在使用的航空发动机包括涡轮喷气/涡轮风扇发动机、涡轮轴/涡轮螺旋桨发动机、冲压式发动机和活塞式发动机等多种类型。

以上内容参考:百度百科——航空发动机

这个发动机的原理是什么?

飞机引擎的发动原理:汽车在高速公路上定速行驶於平坦路面上所消耗的汽油,主要都是用来克服空气阻力。在空中飞行的飞机同样承受阻力,因此飞机必须有「推进系统」,否则阻力将使飞机愈来愈慢终至坠毁。飞机的推进系统常见的有「往复式内燃机」和「涡轮引擎」二类。「往复式内燃机」是最传统的飞机动力源,莱特兄弟的第一架飞机就是采用四冲程的内燃机。通常是使用螺旋桨把往复式内燃机的输出马力转变成推进力。「涡轮引擎」可分为 :「涡轮喷射」、「涡轮扇喷射」和「涡轮轴引擎」三大类。 往复式内燃机和汽车、机车使用者的原理相同,除了模型飞机之外,绝少使用二冲程引擎者。四冲程引擎分为进气、压缩、爆炸、排气四个冲程,其原理在今日已成常识,不多说明。「涡轮引擎」由前面吸入空气,经由压缩器增压之后,即将油与气混合并於燃烧室引燃。燃烧后的高温排气流经涡轮产生转动的力量,此力量经过传动轴去驱动压缩器。此时排气仍含有甚多热能,即经由喷嘴高速喷出,依反作用定律产生推力。上述为「涡轮喷射引擎」。 扇式喷射是把压缩器或涡轮叶片延长成为类似较短的螺旋桨叶片。压缩器叶片延长者叫作前扇式,涡轮叶片延长者叫作后扇式。

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