飞机发动机排气系统

第五章
排气系统
发动机排气系统
排气系统作用：
将涡轮排出的燃气以一定的速度和要求的方向排 入大气，产生推力。 对涡轮喷气发动机，涡轮后排气流产生全部推力； 对涡扇发动机，风扇排气产生主要推力，涡轮排 气产生部分推力；对涡桨发动机，排气流产生的 推力更少，主要是靠螺旋桨产生拉力。 从涡轮出来的排气流，因有高速旋流，为了降低 摩擦损失，通常将排气锥和外壁之间的通道设计 为扩散的，气流流速降低、压力升高。涡轮后部 支板对气流进入喷管之前整流，避免旋涡损失。
故障打开，控制系统能自动探测到并能及时把反推装置收 回且锁死。若意外打开，收不上来发动机的功率能自动从 高功率减小到慢车功率。 （5）在驾驶舱内有反推装置的指示系统。包括开锁 指示和位置指示。
（6）反推的气流不能喷到机翼和机身上，也不能被 发动机从新吸入。可能会造成发动机喘振。
反推实现方法：
目的：涡轮排气系统为涡轮燃气排出提供一个出口。 系统增加涡轮燃气排气速度以增加发动机推力。 涡轮排气系统使用一个喷管和一个锥体控制涡轮排 气的方向。 排气喷管控制涡轮排气流的外侧边缘。喷管连接在 发动机涡轮机匣上。 排气锥体控制涡轮排气流的内侧边缘。锥体连接至 发动机涡轮匣上。 锥体和喷管是用镍合金制造的。
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涡扇发动机排气系统：
内外涵两股排气：低温的外涵空气流和高温的 内涵燃气流。
涡扇发动机排气方式：
混合排气：常用在低涵道比发动机上，长外涵， 两股气流由内部混合器充分混合后排出。有利 于降低噪音。(长外涵排气系统) 分开排气：用于高涵道比发动机上，短外涵， 两股气流排出后于大气中混合。（短外涵排气 系统）
• 整流支板： 整流减小流动损失。
整流支板除了支撑尾锥外，还起整流作用，整流支板为叶型 结构，把从涡轮出来的旋转气流变直。支板一般为空心结构 （里边装测量排气温度、压力的探头；给轴承供油和回油等 的一些管路。）
排气系统的基本结构
• 喷管：使燃气充分膨胀。
喷管的形状有两种，收敛喷管和收敛—扩张喷管（拉瓦尔管）。 喷口面积有可调和不可调两种。 喷口面积不可调的收敛管用于亚音速或低超音速飞行的飞机上。 在军用飞机上，还可采用喷口面积可调的收敛形喷管，根据发动 机的状态调节喷口大小（分有级和无级调节），以使发动机在各 种状态下都能获得较好的性能。尤其是带加力的发动机，都要采 用可调节的喷管。 收敛—扩张喷管用于超音速飞行的飞机上，并且喉部通道面积可 调以适应发动机的不同工作状态，使燃气能完全膨胀，以减小推 力损失。
反推系统的要求：
（1）反推系统只有当飞机落地后才能使用。要有
安全措施（空地电门、机械锁）。 的放出和收起。
（2）驾驶舱内有反推控制手柄。用来控制反推装置
（3）反推装置在打开过程中未达到相应位置时发 动机功率不能增加。以防止造成反推装置损坏。 （4）反推装置要有自动收上功能。即万一反推装置
对高涵道比发动机，只将风扇气流反向； 气动阻塞式--阻塞门-格栅式反推器。
对涡喷发动机和低涵道比发动机，将热燃气流或 内外涵混合气流反向。 机械阻塞式--铲斗门型（戽头式门）。
3. 排气噪音
对喷气发动机和低涵道比涡扇发动机，因排气流速度较高， 所以噪音的主要来源是尾喷气流。 降低噪音的方法：采用消音降噪装置。多孔型喷管、瓣形喷 管、波纹形内部混合器（低涵道比涡扇发动机）等，增大排 气流（噪音源）与外界空气的接触面积，改变噪音从低频音 为高频音，以达到降低噪音的目的。 对高涵道比发动机，因排气速度较低，因而排气噪声较小； 整个发动机噪音水平也较低；主要噪音源是风扇和涡轮； 降噪方法：沿外涵道内壁，采用吸音垫，吸收声能，将声能 转变成热能。
长外涵排气系统的优点
（1）风扇效率提高。（巡航、爬升） （2）提高推进效率。（排气温度降低，从而降低了内 涵燃气的热损失，提高发动机效率。） （3）降低耗油率。 （4）降低噪音。
长外涵排气系统的缺点
整个推进装置重量增加
发动机排气系统分类
发动机排气系统
涡轮排气系统
反推装置系统
1. 涡轮排气系统
排气系统的基本结构
• 基本的排气系统一般包括排气锥（尾锥），整流 支板和喷管。
燃气从涡轮出来时，是经一环形通道流出的，并且有一定的 旋转。尾锥能使燃气从环形通道过渡到实心通道，尾锥靠整 流支板固定在排气管内，尾锥和排气管之间形成扩散形通道， 使燃气速度降低，以减小流动摩擦损失。
• 尾锥：降低涡流和摩擦损失。
1.1 排气喷管：排气喷管组件控制涡轮排气流的外侧边缘。后
部还控制风扇空气排气的内侧边缘。
1.2 排气椎体：排气锥体组件控制涡轮排气流的内侧边缘。发
动机通气系统使用在排气锥体后端的一个孔通气至环境大气。
2. 反推装置系统
反推装置系统
反推装置
反推装置 控制系统
反推装置 指示系统
反推的目的、工作条件和反推原理：
吸 音 垫
目的：用于飞机触地后，产生反推力，降低飞机 速度，缩短滑跑距离。 反推系统一般要求最大反推力至少能达到最大正 推力的50%。 反推工作条件：飞机在地面或离地小于10英尺； 有28V直流电源；灭火手柄在正常位；液压压力 足够；反推杆拉起。
反推力产生原理：通过反推装置，将排气流反向， 即向前偏转一定的角度（45°-60°），产生反 推力。