南京航空航天大学：《飞机总体设计》课程教学资源（讲义）第十三讲 进气道与尾喷管参数选择

航空宇航学院 进气道与尾喷管参数选择 F2进气道的附面层隔道

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航空宇航学院 飞机总体设计框架 设计 主要参数计算 部件外形设计 要求 发动机选择 机身机翼尾翼 布局型式选择 起落架进气道 分析计算 重量计算 三面图 是否满足 设计要求? 气动计算 部位安排图 最优? 性能计算 结构布置图 结构分析

单击此处编辑母版标题样式 2 航空宇航学院 飞机总体设计框架 设计 要求 设计 要求 布局型式选择 布局型式选择 主要参数计算 主要参数计算 发动机选择 发动机选择 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 三面图 部位安排图 结构布置图 三面图 部位安排图 结构布置图 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 是否满足 设计要求？ 最优 ？ 是否满足 设计要求？ 最优 ？

航空宇航学院 内容提要 进气道参数选择 进气道的功用与要求 进气道的参数及其选择 尾喷管的型式和主要参数选择 尾喷管的功用 尾喷管工作特征的参数 尾喷管的型式 尾喷管主要参数选择

单击此处编辑母版标题样式 3 航空宇航学院 内容提要 • 进气道参数选择 - 进气道的功用与要求 - 进气道的参数及其选择 • 尾喷管的型式和主要参数选择 - 尾喷管的功用 - 尾喷管工作特征的参数 - 尾喷管的型式 - 尾喷管主要参数选择

航空宇航学院 进气道的功用与要求 进气道的功能 减速增压,将动能转变为压力能,提供给发动机。 亚音速时:进入发动机的空气增压主要是在压气 机中进行 M=1.2~1.4时:进气道和压气机对气流的增压作 用就几乎相同

单击此处编辑母版标题样式 4 航空宇航学院 进气道的功用与要求 • 进气道的功能 减速增压，将动能转变为压力能，提供给发动机。 注： - 亚音速时：进入发动机的空气增压主要是在压气 机中进行 - M=1.2～1.4时：进气道和压气机对气流的增压作 用就几乎相同

航空宇航学院 进气道的功用与要求 增压过程的压力损失 摩擦 当速度场不均匀或气流分离时产生涡流和 热交换 超音速,因激波的产生而引起压力的损失

单击此处编辑母版标题样式 5 航空宇航学院 进气道的功用与要求 • 增压过程的压力损失 – 摩擦 – 当速度场不均匀或气流分离时产生涡流和 热交换 – 超音速，因激波的产生而引起压力的损失

航空宇航学院 进气道的功用与要求 进气道总压恢复系数σ 进气道出口总压与进口总压之比 P 0出 0入 σ是衡量进气道增压效率的系数,σ越大, 气流的压力损失越小

单击此处编辑母版标题样式 6 航空宇航学院 进气道的功用与要求 • 进气道总压恢复系数 σ - 进气道出口总压与进口总压之比 入 出 0 0 p p σ = - σ是衡量进气道增压效率的系数， σ越大， 气流的压力损失越小

航空宇航学院 进气道的功用与要求 设计要求 保证供应发动机所需要的空气流量; 总压恢复系数σ的值最大; 与飞机的总体布置相协调,使进气道的外部 阻力尽量减小; 进气道的出口流场均匀、畸变小,气流品质 良好

单击此处编辑母版标题样式 7 航空宇航学院 进气道的功用与要求 • 设计要求 – 保证供应发动机所需要的空气流量； – 总压恢复系数 σ的值最大; – 与飞机的总体布置相协调，使进气道的外部 阻力尽量减小; – 进气道的出口流场均匀、畸变小，气流品质 良好

航空宇航学院 进气道的参数及其选择 亚音速进气道的参数选择 进口 几何参数: 1.进气道进口的面积S进口 2.进气道的长度:从进口至发动机压气机进口的距离L 3.唇口前缘的曲率半径

单击此处编辑母版标题样式 8 航空宇航学院 进气道的参数及其选择 • 亚音速进气道的参数选择 - 几何参数： 1. 进气道进口的面积S进口 2. 进气道的长度：从进口至发动机压气机进口的距离L 3. 唇口前缘的曲率半径

航空宇航学院 如何确定这些参数? 1)确定进气道的设计点(巡航或最大飞行速度状态); 2)确定设计飞行速度V、设计飞行高度H和空气流量m空气 3)选择进气道的进口面积S5进口 根据:m2=S2VPH= 进口 进口 进口V进口P进口 进口1进口1 通常可取v进口=05

单击此处编辑母版标题样式 9 航空宇航学院 - 如何确定这些参数 ? 1）确定进气道的设计点（巡航或最大飞行速度状态); 2）确定设计飞行速度V ∞、设计飞行高度H和空气流量m空气； 3）选择进气道的进口面积S进口 根据： m空气 = S ∞ v ∞ ρ H = S进口 v进口 ρ 进口 进口 进口 空气 进口 v ρ m S = ∞ v进口 ＝ v进口 v 通常可取 v进口 = 0.5

航空宇航学院 公式中空气流量m如何确定? 在设计点上,根据发动机特性数据表确定发动 机所需要空气流量m玍;或按发动机通常所给 定的海平面最大推力状态下的空气流量m空气 进 换算 公式中空气流量p进口如何确定? 按一维定常绝热流的基本关系式进行计算 参考“空气动力学”第185页,例题7-1

单击此处编辑母版标题样式 10 航空宇航学院 公式中空气流量m空气如何确定？ 在设计点上，根据发动机特性数据表确定发动 机所需要空气流量 m空气；或按发动机通常所给 定的海平面最大推力状态下的空气流量 m0空气 进 行换算 。 公式中空气流量 ρ进口如何确定？ 按一维定常绝热流的基本关系式进行计算 参考 “空气动力学 ” 第185页，例题7-1