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第1章 航空燃气涡轮发动机综述1

1.1 航空发动机的分类与工作特点1

1.1.1 航空发动机的分类1

1.1.2 航空燃气涡轮发动机的工作特点4

1.2 民用客机发动机简介7

1.3 航空燃气涡轮发动机研制特点与设计概况11

1.3.1 航空燃气涡轮发动机的研制特点11

1.3.2 航空燃气涡轮发动机的设计概况12

参考文献15

思考和练习题15

第2章 气动热力学基础16

2.1 热力学第一定律16

2.2 热力学第二定律20

2.3 气体动力学基本方程21

参考文献26

思考和练习题26

第3章 航空燃气涡轮发动机的基本工作原理27

3.1 航空发动机的主要性能指标27

3.1.1 推力27

3.1.2 单位推力31

3.1.3 推重比和功重比31

3.1.4 耗油率32

3.1.5 热效率、推进效率和总效率33

3.1.6 发动机总效率对飞机燃油利用率的影响35

3.2 航空发动机的基本工作原理36

3.2.1 理想循环36

3.2.2 实际循环45

参考文献48

思考和练习题48

第4章 航空燃气涡轮发动机部件工作原理及特性49

4.1 压气机工作原理及其特性49

4.1.1 压气机的主要类型与性能参数49

4.1.2 轴流压气机增压原理54

4.1.3 压气机平面叶栅流动64

4.1.4 压气机级的流动75

4.1.5 离心压气机77

4.1.6 压气机特性79

4.1.7 轴流压气机的发展趋势88

4.2 涡轮工作原理及其特性89

4.2.1 涡轮的主要性能参数与组成89

4.2.2 轴流涡轮的做功原理91

4.2.3 涡轮特性93

4.2.4 涡轮部件特点和发展趋势94

4.3 燃烧室工作原理及其特性97

4.3.1 燃烧室的主要类型与基本性能要求97

4.3.2 燃烧室的基本工作过程98

4.3.3 燃烧室特性101

4.4 进气道工作原理102

4.4.1 进气道主要性能参数与流场畸变102

4.4.2 亚声速进气道104

4.4.3 超声速进气道105

4.5 尾喷管工作原理106

4.5.1 喷管的主要性能参数106

4.5.2 喷管的分类107

参考文献110

思考和练习题110

第5章 航空燃气涡轮发动机共同工作和控制规律112

5.1 涡喷和涡扇发动机部件的共同工作112

5.1.1 单轴涡喷发动机的共同工作113

5.1.2 双轴涡喷发动机的共同工作120

5.1.3 双轴涡扇发动机的共同工作127

5.2 航空发动机的主要工作状态130

5.3 发动机的控制规律131

5.3.1 单轴涡喷发动机的控制规律133

5.3.2 双轴涡喷发动机的控制规律134

5.3.3 双轴加力涡扇发动机的典型控制规律137

5.3.4 双轴大涵道比涡扇发动机的典型控制规律138

5.3.5 涡桨和涡轴发动机的控制规律139

参考文献139

思考和练习题140

第6章 航空燃气涡轮发动机稳态特性和过渡态特性141

6.1 航空燃气涡轮发动机的稳态特性141

6.1.1 稳态特性获取方法141

6.1.2 发动机的基本特性145

6.1.3 影响发动机特性的各种因素150

6.2 航空燃气涡轮发动机的过渡态特性159

6.2.1 加速和减速过程159

6.2.2 加力接通和切断过程162

6.2.3 地面起动和空中起动162

参考文献164

思考和练习题164

第7章 航空燃气涡轮发动机总体性能方案设计165

7.1 总体性能方案设计流程165

7.2 发动机主要设计参数的选择165

7.2.1 主要设计参数对发动机性能的影响166

7.2.2 循环参数的选择168

7.2.3 循环参数的优化168

7.2.4 发展潜力分析169

7.3 发动机设计点气动热力循环参数计算170

7.4 飞机／发动机协调和设计点热力循环参数的最终确定178

7.4.1 发动机非设计点性能计算178

7.4.2 飞机／发动机匹配协调180

7.4.3 发动机总体最佳参数选定180

7.5 发动机流路设计181

7.5.1 设计方法181

7.5.2 高压系统通道设计181

7.5.3 低压系统通道设计186

7.5.4 低压系统和高压系统通道匹配188

7.5.5 外涵道流路设计188

7.5.6 喷管通道设计188

7.6 发动机重量估算189

参考文献190

思考和练习题190

第8章 航空燃气涡轮发动机结构设计192

8.1 航空燃气涡轮发动机总体结构方案设计192

8.1.1 发动机总体结构布局192

8.1.2 发动机转子的支承方案193

8.1.3 发动机承力系统197

8.1.4 临界转速的估算202

8.1.5 发动机设计选材203

8.1.6 新工艺的选择205

8.1.7 新技术的选用206

8.1.8 总体结构方案图207

8.2 航空燃气涡轮发动机部件结构设计207

8.2.1 压气机的结构208

8.2.2 燃烧室的结构224

8.2.3 涡轮的结构231

参考文献245

思考和练习题246

第9章 航空燃气涡轮发动机的部件设计248

9.1 压气机设计248

9.1.1 压气机的设计流程249

9.1.2 压气机气动设计253

9.2 涡轮设计294

9.2.1 发动机总体对涡轮设计的要求294

9.2.2 民用涡扇发动机涡轮的发展特点295

9.2.3 涡轮气动设计要素296

9.2.4 涡轮设计实例306

9.3 燃烧室设计318

9.3.1 燃烧室设计概貌318

9.3.2 民用航空发动机污染排放控制技术321

9.3.3 先进燃烧概念336

参考文献339

思考和练习题341

第10章 火箭发动机原理342

10.1 火箭发动机概述342

10.1.1 化学火箭发动机344

10.1.2 核火箭发动机345

10.1.3 电火箭发动机346

10.1.4 火箭推进的应用348

10.2 火箭发动机的主要参数349

10.2.1 推力349

10.2.2 总冲（量）352

10.2.3 比冲（量）352

10.2.4 有效排气速度354

10.2.5 质量比354

10.2.6 推进剂质量分数354

10.2.7 冲重比和推重比、比功率354

10.2.8 能量与效率（内效率、推进效率）356

10.3 火箭发动机热力学关系式和喷管理论357

10.3.1 热力学关系式357

10.3.2 喷管理论366

10.4 液体火箭发动机374

10.4.1 推进剂及燃烧374

10.4.2 气液系统377

10.4.3 基本部件380

10.5 固体火箭发动机388

10.5.1 概述389

10.5.2 固体推进剂及燃烧391

10.5.3 装药及内弹道计算395

10.5.4 基本组件400

参考文献401

思考和练习题401

附录 叶轮机气动热力学基本方程403

A.1 重要的气流参数及气动热力学函数403

A.1.1 系统与控制体403

A.1.2 拉格朗日描述与欧拉描述403

A.1.3 雷诺输运方程403

A.1.4 物质导数404

A.1.5 质量力与表面力404

A.1.6 亥姆霍兹速度分解定理405

A.1.7 广义牛顿内摩擦定理406

A.1.8 圆柱坐标系407

A.2 质量守恒定律与相对流动的连续方程407

A.3 动量守恒定律与相对流动的运动方程409

A.4 动量矩定律413

A.5 能量守恒定律（热力学第一定律）与相对流动的能量方程413