喷气推进基础与应用

译者序
序言
前言
篇循环分析
章绪论3
1.1推进设备和叶轮机械发展简史3
1.2循环9
1.2.1布雷顿循环9
1.2.2回热布雷顿循环11
1.2.3间冷布雷顿循环11
1.2.4联合循环12
1.3发动机分类13
1.3.1冲压发动机13
1.3.2涡喷发动机14
1.3.3含加力燃烧室的涡喷发动机16
1.3.4涡扇发动机17
1.3.5含加力燃烧室的涡扇发动机21
1.3.6涡桨发动机23
1.3.7桨扇发动机24
1.3.8涡轴发动机24
1.3.9燃气轮机25
1.3.10发动机类型间比较28
1.4发动机推力29
1.4.1涡喷发动机29
1.4.2分开排气涡扇发动机31
1.4.3涡桨发动机34
1.5性能衡量指标34
1.5.1推力衡量指标34
1.5.2动力装置衡量指标35
1.6小结35
习题37
第2章理想循环分析39
2.1引言39
2.2部件40
2.2.1进气道41
2.2.2压气机43
2.2.3风扇44
2.2.4涡轮45
2.2.5螺旋桨47
2.2.6传动轴48
2.2.7主燃烧室49
2.2.8加力燃烧室51
2.2.9尾喷管52
2.2.10外涵喷管54
2.2.11外涵道55
2.2.12混合室56
2.2.13燃气轮机排气装置57
2.3循环分析58
2.3.1冲压发动机58
2.3.2涡喷发动机65
2.3.3涡扇发动机78
2.3.4涡桨发动机101
2.3.5燃气轮机107
2.4小结112
习题114
第3章非理想循环分析119
3.1引言119
3.2部件损失120
3.2.1进气道120
3.2.2压气机121
3.2.3风扇125
3.2.4涡轮126
3.2.5螺旋桨127
3.2.6传动轴128
3.2.7主燃烧室129
3.2.8加力燃烧室130
3.2.9尾喷管131
3.2.10外涵喷管134
3.2.11外涵道135
3.2.12混合室136
3.2.13燃气轮机排气装置137
3.2.14非理想效应总结与部件级简化参数模型138
3.3循环分析138
3.3.1一般性方法138
3.3.2示例139
3.4初步设计时循环分析的使用167
3.5小结168
习题169
第二篇部件分析
第4章进气道187
4.1引言187
4.2亚声速188
4.2.1外流特性188
4.2.2压升限制189
4.2.3法诺流191
4.2.4变截面摩擦管流192
4.3超声速193
4.3.1激波193
4.3.2内部面积分析201
4.3.3附加阻力205
4.3.4进气道的“起动”208
4.4特性图211
4.5小结212
习题213
第5章喷管218
5.1引言218
5.2非理想条件方程218
5.2.1尾喷管218
5.2.2外涵喷管219
5.2.3喷管效率对性能的影响220
5.3收敛喷管221
5.4收-扩喷管221
5.5压比对发动机性能的影响229
5.6可调喷管231
5.7特性图233
5.7.1量纲分析233
5.7.2趋势234
5.8反推力装置与矢量推力238
5.8.1反推力装置238
5.8.2矢量推力240
5.9小结240
习题242
第6章轴流式压气机和风扇246
6.1引言246
6.2几何结构247
6.3速度多边形或速度三角形252
6.4单级能量分析255
6.4.1总压比256
6.4.2反力度256
6.4.3不可压缩气流256
6.4.4速度三角形与反力度和压比之间的关系257
6.5特性图268
6.5.1量纲分析268
6.5.2趋势269
6.5.3实验数据270
6.5.4特性图规则271
6.5.5喘振控制273
6.6级压比限制273
6.7可调静子276
6.7.1理论分析276
6.7.2调节机构278
6.8双转子压气机280
6.8.1理论分析280
6.8.2双转子机械结构281
6.8.3三转子结构282
6.9径向平衡283
6.9.1微分分析283
6.9.2自由涡流284
6.9.3等反力度285
6.10流线分析方法287
6.10.1流场几何学288
6.10.2工作方程288
6.11压气机的级特性297
6.11.1速度三角形298
6.11.2升力系数与阻力系数301
6.11.3力305
6.11.4叶片负载与性能之间的关系306
6.11.5参数效应308
6.11.6叶栅数据使用经验311
6.11.7其他经验315
6.11.8一般方法的使用318
6.12小结319
习题321
第7章离心式压气机333
7.1引言333
7.2几何结构334
7.3速度多边形或速度三角形336
7.4单级能量分析338
7.4.1总压比339
7.4.2不可压缩气流(液压泵)339
7.4.3滑移340
7.4.4速度三角形与压比的关系343
7.5特性图347
7.5.1量纲分析347
7.5.2特性图规则348
7.6叶轮几何设计349
7.6.1叶轮入口直径349
7.6.2基本叶型349
7.6.3叶片应力350
7.6.4叶片数350
7.6.5叶片设计351
7.7扩压器351
7.8小结353
习题354
第8章轴流式涡轮360
8.1引言360
8.2几何结构361
8.2.1外形构造361
8.2.2与轴流式压气机的比较363
8.3速度多边形或速度三角形366
8.4单级能量分析370
8.4.1总压比370
8.4.2反力度371
8.4.3不可压缩流体(水轮机)371
8.4.4速度三角形与反力度和性能之间的关系372
8.5特性图378
8.5.1量纲分析378
8.5.2特性图规则378
8.6转子和静子叶片的热限制379
8.6.1叶片冷却381
8.6.2转子和静子叶片材料383
8.6.3转子和静子叶片制造384
8.7流线分析方法385
8.8小结385
习题387
第9章主燃烧室和加力燃烧室390
9.1引言390
9.2几何结构391
9.2.1主燃烧室391
9.2.2加力燃烧室395
9.3火焰稳定、点火与发动机起动396
9.3.1火焰稳定396
9.3.2点火与发动机起动397
9.4绝热火焰温度398
9.4.1化学分析398
9.4.2热力学分析399
9.5压力损失404
9.5.1瑞利线流404
9.5.2法诺流405
9.5.3摩擦与加热管流406
9.5.4有阻力的流动407
9.6特性图409
9.6.1量纲分析409
9.6.2趋势411
9.7燃油类型与性质411
9.8小结413
习题414
0章涵道和混合室417
10.1引言417
10.2总压损失417
10.2.1法诺流418
10.2.2混合过程418
10.2.3含阻力物体的气流421
10.3小结423
习题424
第三篇系统匹配与分析
1章燃气涡轮发动机部件匹配427
11.1引言427
11.2部件匹配428
11.2.1燃气发生器428
11.2.2喷气式发动机430
11.2.3燃气轮机431
11.2.4部件建模433
11.2.5匹配问题解析437
11.2.6其他应用444
11.2.7动态响应(暂态响应)444
11.3发动机和飞机的匹配452
11.4第二设计阶段中匹配和循环分析的使用454
11.5小结455
习题457
第四篇附录
附录A标准大气467
附录B等熵气流表470
附录C法诺线气流表493
附录D瑞利线气流表505
附录E正激波气流表517
附录F常用单位换算表535
附录G迭代算法简述538
G.1引言538
G.2试位法538
G.3逐次代换法542
附录H一维可压缩气流544
H.1引言544
H.2理想气体方程和滞止参数544
H.3可变比热容546
H.4变截面等熵流动549
H.5法诺流550
H.6瑞利线流551
H.7正激波552
H.8平面斜激波554
H.9含阻力物体的气流557
H.10混合过程558
H.11广义一维可压缩气流560
H.12变截面摩擦管流562
H.13摩擦与加热管流562
H.14变截面摩擦与加热管流563
附录I燃气涡轮基础565
I.1引言565
I.2单级能量分析565
I.2.1总压比566
I.2.2反力度569
I.2.3不可压缩气流570
I.3相似理论571
部分习题答案574
参考文献578
索引584