噴氣推進基礎與應用

目錄
譯者序
序言
前言
**篇循環(huán)分析
第1章緒論3
1.1推進設備和葉輪機械發(fā)展簡史3
1.2循環(huán)9
1.2.1布雷頓循環(huán)9
1.2.2回熱布雷頓循環(huán)11
1.2.3間冷布雷頓循環(huán)11
1.2.4聯(lián)合循環(huán)12
1.3發(fā)動機分類13
1.3.1沖壓發(fā)動機13
1.3.2渦噴發(fā)動機14
1.3.3含加力燃燒室的渦噴發(fā)動機16
1.3.4渦扇發(fā)動機17
1.3.5含加力燃燒室的渦扇發(fā)動機21
1.3.6渦槳發(fā)動機23
1.3.7槳扇發(fā)動機24
1.3.8渦軸發(fā)動機24
1.3.9燃氣輪機25
1.3.10發(fā)動機類型間比較28
1.4發(fā)動機推力29
1.4.1渦噴發(fā)動機29
1.4.2分開排氣渦扇發(fā)動機31
1.4.3渦槳發(fā)動機34
1.5性能衡量指標34
1.5.1推力衡量指標34
1.5.2動力裝置衡量指標35
1.6小結35
習題37
第2章理想循環(huán)分析39
2.1引言39
2.2部件40
2.2.1進氣道41
2.2.2壓氣機43
2.2.3風扇44
2.2.4渦輪45
2.2.5螺旋槳47
2.2.6傳動軸48
2.2.7主燃燒室49
2.2.8加力燃燒室51
2.2.9尾噴管52
2.2.10外涵噴管54
2.2.11外涵道55
2.2.12混合室56
2.2.13燃氣輪機排氣裝置57
2.3循環(huán)分析58
2.3.1沖壓發(fā)動機58
2.3.2渦噴發(fā)動機65
2.3.3渦扇發(fā)動機78
2.3.4渦槳發(fā)動機101
2.3.5燃氣輪機107
2.4小結112
習題114
第3章非理想循環(huán)分析119
3.1引言119
3.2部件損失120
3.2.1進氣道120
3.2.2壓氣機121
3.2.3風扇125
3.2.4渦輪126
3.2.5螺旋槳127
3.2.6傳動軸128
3.2.7主燃燒室129
3.2.8加力燃燒室130
3.2.9尾噴管131
3.2.10外涵噴管134
3.2.11外涵道135
3.2.12混合室136
3.2.13燃氣輪機排氣裝置137
3.2.14非理想效應總結與部件級簡化參數(shù)模型138
3.3循環(huán)分析138
3.3.1一般性方法138
3.3.2示例139
3.4初步設計時循環(huán)分析的使用167
3.5小結168
習題169
第二篇部件分析
第4章進氣道187
4.1引言187
4.2亞聲速188
4.2.1外流特性188
4.2.2壓升限制189
4.2.3法諾流191
4.2.4變截面摩擦管流192
4.3超聲速193
4.3.1激波193
4.3.2內部面積分析201
4.3.3附加阻力205
4.3.4進氣道的“起動”208
4.4特性圖211
4.5小結212
習題213
第5章噴管218
5.1引言218
5.2非理想條件方程218
5.2.1尾噴管218
5.2.2外涵噴管219
5.2.3噴管效率對性能的影響220
5.3收斂噴管221
5.4收-擴噴管221
5.5壓比對發(fā)動機性能的影響229
5.6可調噴管231
5.7特性圖233
5.7.1量綱分析233
5.7.2趨勢234
5.8反推力裝置與矢量推力238
5.8.1反推力裝置238
5.8.2矢量推力240
5.9小結240
習題242
第6章軸流式壓氣機和風扇246
6.1引言246
6.2幾何結構247
6.3速度多邊形或速度三角形252
6.4單級能量分析255
6.4.1總壓比256
6.4.2反力度256
6.4.3不可壓縮氣流256
6.4.4速度三角形與反力度和壓比之間的關系257
6.5特性圖268
6.5.1量綱分析268
6.5.2趨勢269
6.5.3實驗數(shù)據(jù)270
6.5.4特性圖規(guī)則271
6.5.5喘振控制273
6.6級壓比限制273
6.7可調靜子276
6.7.1理論分析276
6.7.2調節(jié)機構278
6.8雙轉子壓氣機280
6.8.1理論分析280
6.8.2雙轉子機械結構281
6.8.3三轉子結構282
6.9徑向平衡283
6.9.1微分分析283
6.9.2自由渦流284
6.9.3等反力度285
6.10流線分析方法287
6.10.1流場幾何學288
6.10.2工作方程288
6.11壓氣機的級特性297
6.11.1速度三角形298
6.11.2升力系數(shù)與阻力系數(shù)301
6.11.3力305
6.11.4葉片負載與性能之間的關系306
6.11.5參數(shù)效應308
6.11.6葉柵數(shù)據(jù)使用經(jīng)驗311
6.11.7其他經(jīng)驗315
6.11.8一般方法的使用318
6.12小結319
習題321
第7章離心式壓氣機333
7.1引言333
7.2幾何結構334
7.3速度多邊形或速度三角形336
7.4單級能量分析338
7.4.1總壓比339
7.4.2不可壓縮氣流(液壓泵)339
7.4.3滑移340
7.4.4速度三角形與壓比的關系343
7.5特性圖347
7.5.1量綱分析347
7.5.2特性圖規(guī)則348
7.6葉輪幾何設計349
7.6.1葉輪入口直徑349
7.6.2基本葉型349
7.6.3葉片應力350
7.6.4葉片數(shù)350
7.6.5葉片設計351
7.7擴壓器351
7.8小結353
習題354
第8章軸流式渦輪360
8.1引言360
8.2幾何結構361
8.2.1外形構造361
8.2.2與軸流式壓氣機的比較363
8.3速度多邊形或速度三角形366
8.4單級能量分析370
8.4.1總壓比370
8.4.2反力度371
8.4.3不可壓縮流體(水輪機)371
8.4.4速度三角形與反力度和性能之間的關系372
8.5特性圖378
8.5.1量綱分析378
8.5.2特性圖規(guī)則378
8.6轉子和靜子葉片的熱限制379
8.6.1葉片冷卻381
8.6.2轉子和靜子葉片材料383
8.6.3轉子和靜子葉片制造384
8.7流線分析方法385
8.8小結385
習題387
第9章主燃燒室和加力燃燒室390
9.1引言390
9.2幾何結構391
9.2.1主燃燒室391
9.2.2加力燃燒室395
9.3火焰穩(wěn)定、點火與發(fā)動機起動396
9.3.1火焰穩(wěn)定396
9.3.2點火與發(fā)動機起動397
9.4絕熱火焰溫度398
9.4.1化學分析398
9.4.2熱力學分析399
9.5壓力損失404
9.5.1瑞利線流404
9.5.2法諾流405
9.5.3摩擦與加熱管流406
9.5.4有阻力的流動407
9.6特性圖409
9.6.1量綱分析409
9.6.2趨勢411
9.7燃油類型與性質411
9.8小結413
習題414
第10章涵道和混合室417
10.1引言417
10.2總壓損失417
10.2.1法諾流418
10.2.2混合過程418
10.2.3含阻力物體的氣流421
10.3小結423
習題424
第三篇系統(tǒng)匹配與分析
第11章燃氣渦輪發(fā)動機部件匹配427
11.1引言427
11.2部件匹配428
11.2.1燃氣發(fā)生器428
11.2.2噴氣式發(fā)動機430
11.2.3燃氣輪機431
11.2.4部件建模433
11.2.5匹配問題解析437
11.2.6其他應用444
11.2.7動態(tài)響應(暫態(tài)響應)444
11.3發(fā)動機和飛機的匹配452
11.4第二設計階段中匹配和循環(huán)分析的使用454
11.5小結455
習題457
第四篇附錄
附錄A標準大氣467
附錄B等熵氣流表470
附錄C法諾線氣流表493
附錄D瑞利線氣流表505
附錄E正激波氣流表517
附錄F常用單位換算表535
附錄G迭代算法簡述538
G.1引言538
G.2試位法538
G.3逐次代換法542
附錄H一維可壓縮氣流544
H.1引言544
H.2理想氣體方程和滯止參數(shù)544
H.3可變比熱容546
H.4變截面等熵流動549
H.5法諾流550
H.6瑞利線流551
H.7正激波552
H.8平面斜激波554
H.9含阻力物體的氣流557
H.10混合過程558
H.11廣義一維可壓縮氣流560
H.12變截面摩擦管流562
H.13摩擦與加熱管流562
H.14變截面摩擦與加熱管流563
附錄I燃氣渦輪基礎565
I.1引言565
I.2單級能量分析565
I.2.1總壓比566
I.2.2反力度569
I.2.3不可壓縮氣流570
I.3相似理論571
部分習題答案574
參考文獻578
索引584