航空發(fā)動機空氣系統(tǒng)設計

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)設計方法015
2.1需求分析015
2.1.1需求識別與利益攸關者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設計思路022
2.2.1引氣來源和排氣位置022
2.2.2主要結構和技術指標023
2.2.3評價維度024
2.3設計流程026
2.3.1方案設計階段026
2.3.2詳細設計階段028
2.3.3工程設計階段030
2.4設計邊界031
2.5設計準則031
2.5.1子系統(tǒng)流路弱關聯(lián)設計032
2.5.2流路壓差設計032
2.5.3燃氣封嚴設計032
2.5.4滑油封嚴設計033
2.5.5軸向力調節(jié)設計033
2.5.6引氣量控制033
2.5.7零部件溫度控制034
2.5.8寬廣的適應性034
2.5.9封嚴間隙設計034
2.5.10腔室均壓設計034
2.6分析方法034
2.6.1空氣系統(tǒng)一維網絡法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管元件設計066
3.3篦齒066
3.3.1篦齒結構和功能066
3.3.2篦齒元件設計069
3.4活門069
3.4.1壓差式轉換活門070
3.4.2電磁式轉換活門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旋轉誘導的燃氣入侵076
4.2.2外流誘導的燃氣入侵082
4.3軸承腔的封嚴083
4.4其他新型轉、靜封嚴結構084
參考文獻086
第5章供氣系統(tǒng)089
5.1預旋供氣系統(tǒng)088
5.1.1預旋供氣系統(tǒng)的典型結構和功能介紹089
5.1.2預旋供氣系統(tǒng)的基本工作機制091
5.1.3預旋供氣系統(tǒng)的分析與設計097
5.2減渦供氣系統(tǒng)103
5.2.1典型減渦供氣系統(tǒng)結構和功能介紹104
5.2.2減渦供氣系統(tǒng)內部流動機制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典型內部冷卻155
6.2旋轉件163
6.2.1簡單旋轉盤163
6.2.2轉靜系旋轉盤176
6.2.3旋轉系盤腔188
6.2.4自然對流占主導地位的旋轉盤腔的199
6.2.5旋轉盤腔的空氣系統(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熱交換器熱力設計228
6.4.3航空發(fā)動機用熱交換器具體應用形式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)詳細設計267
7.1空氣系統(tǒng)架構設計262
7.1.1功能及物理架構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)設計過程264
7.2流路詳細設計265
7.2.1引排氣設計265
7.2.2氣冷葉片供氣流路設計266
7.2.3冷卻設計268
7.2.4渦輪級間封嚴設計270
7.2.5軸承腔封嚴和隔熱設計272
7.2.6轉子軸向力調節(jié)275
7.2.7葉尖間隙控制278
7.2.8流動參數設計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)詳細設計311
8.1結冰環(huán)境分析306
8.1.1大氣結冰條件306
8.1.2環(huán)境設計點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經驗公式法314
8.4.2積分微分法315
8.5結冰特性317
8.5.1結冰類型317
8.5.2影響結冰的主要因素317
8.5.3結冰表面?zhèn)鳠醾髻|分析318
8.5.4結冰計算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設計關鍵環(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傳熱結構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預旋噴嘴342
9.2部件試驗344
9.2.1預旋供氣系統(tǒng)344
9.2.2減渦供氣系統(tǒng)350
9.2.3旋轉盤腔流動換熱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)部件集成設計平臺395
10.2.2數值仿真迭代設計自動化397
10.2.3人工智能在空氣系統(tǒng)設計中的應用399
10.3主動間隙控制技術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先進封嚴結構403
10.5.1柔性被動自適應封嚴技術404
10.5.2柔性金屬箔片封嚴結構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