航空发动机产业链梳理专题报告：工业之巅，市场空间巨大
综述
1、航空发动机是当之无愧的工业之巅，核心机是发动机研制关键的一环
航空发动机是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一，涉及气动热力学、燃烧学、传热学、结构力学、控制理论等众多领域，是技术密集、知识密集的高科技产品，对基础材料、加工工艺、装配工艺、基础试验等有着苛刻的要求，因而被誉为现代制造业“皇冠上的明珠”。核心机是发动机的心脏，核心机在发动机的研制成本中占比最大，研制周期（预研阶段）最长。
同时，核心机可以派生出很多不同系列发动机。
2、航发产业链：上游研发设计、中游分系统制造、下游整机制造
发动机的整机和系统制造是最关键的一步。发动机的核心技术及总装集成、客户销售、后续的发动机大修与零部件更换等环节都被整机制造商所控制，整机制造商负责整体设计，承担研发风险，利润也相对最高。叶片是航空发动机的最核心部件，它的制造占据了整个发动机制造30%以上的工作量。目前金属材料和先进复合材料是航空发动机叶片制造的两大类主要材料。动力控制系统从液压机械控制发展到全权限数字电子控制（FADEC）。
发动机状态监视和故障诊断系统归入发动机控制系统，并且防喘控制也越来越受到专家的关注。航空发动机的零部件有盘轴、风扇轴、涡轮盘、轴、整体叶盘/叶轮、涡轮机匣和风扇匣等，按毛坯提供方式可以分为锻造件、
铸造件和钣金件。高温合金一般应用于四大领域。新型的先进航空发动机中，高温合金用量占发动机总重量的40%-60%以上，主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件，此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。。
3、军用航空发动机增量和存量市场空间巨大
军用航空发动机主要包括新增市场和存量维护保养市场。新增市场方面，我们预计未来十年军机航发增量市场为335.1 亿美元；存量维修和保养市场方面，航空发动机每运行一段时间(50-100 个小时)需要进行一次专检，检查易损
件和承力件以及油滤油泵的性能，飞行600-1000 小时再进行一次大修，更换部分易损承力部件，一般航空发动机整个生命周期大修次数为 3 次左右，航空发动机后续维修和保养费用较高，我们维修和保养费用价格为新机的 1.2 倍，未来十年军机航发存量市场为402.12 亿美元，增量和存量市场合计为737.22 亿美元。
1. 航空发动机：现代工业“皇冠上的明珠”，核心机是发动机研制关键
的一环
1.1 航空发动机三大特点
航空发动机是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一，涉及气动热力学、燃烧学、传热学、结构力学、控制理论等众多领域，是技术密集、知识密集的高科技产品，对基础材料、加工工艺、装配工艺、基础试验等有着苛刻的要求，因而被誉为现代制造业“皇冠上的明珠”。目前，各种类型的航空发动机分别被广泛应用于不同飞行包线的固定翼飞机和直升机，是现代航空制造业的核心环节，可以说航空发动机的技术水平是推动航空器性能提升的核心因素。
航空发动机产业有以下特点：技术壁垒高、经济回报高、研制周期长。
（1）技术壁垒高：高温高压高转速，考验现代工业技术极限。
（2）经济回报高：由于两机产业技术壁垒极高，一旦切入两机供应体系，面临的竞争威胁很小，获得的经济回报高且回报周期长。
（3）研制周期长：航空发动机的研制流程可分为预先研究、工程研制和使用
发展三大阶段，研制周期长既是进入两机产业的风险，也是行业高进入壁垒。在研制阶段由于大量的试验亦能带来配套产品的需求。
1.2 核心机是发动机研制关键的一环
如果说发动机是飞机的心脏，那么核心机就是发动机的心脏。核心机由
高压压气机、主燃烧室和高压涡轮组成，它连续输出具有一定可用能量的燃气，因此又称为燃气发生器。核心机主要组成部件在发动机中处于最恶劣的工作环境（高压力、高温度），且具有最高的工作转速（压气机、高压涡轮），因而是发动机强度和使用可靠性方面最为关键的部件。
核心机在发动机的研制成本中占比最大，研制周期（预研阶段）最长。核心机是航空发动机研制中主要难点和关键技术最集中的部分，也是航空发动机先进性和复杂性的集中体现。20 世纪70 年代，新一代发动机从概念研究到投入使用约为10-15 年，90 年代的战斗机发动机如F119 从概念研究到定型前前后后经历了25 年以上，而在一台成熟的核心机上派生新机，周期只需要3-5 年。
核心机可以派生出很多不同系列发动机。从B-2 轰炸机到F-16 战斗机发
动机大部分是以普惠F-110 核心机派生而来，而普惠F-110 的核心机来自一款代号为GE9 的核心机，这款核心机还派生出了燃气轮机和民航客机的发动机。此外，CFM56 系列发动机的第一个型号CFM56-2 采用了军用涡轮风扇发动机F101 的核心机作为核心机，配上叶尖直径为 1.727 米的风扇及三级增压压气机、4 级低压涡轮组成了一台高涵道比涡轮风扇发动机，推力为139～151 千牛，1979 年投入使用。
图3：GEF-110 核心机
2. 航空发动机产业链包括上游研发设计、中游分系统制造和下游整机制造
航空产业链主要包括上游研发设计、高端材料供应、零部件制造，到中游分系统制造，到下游整机制造、整机试验和维修保障。中国航发产业从测绘仿制到自主研制60 多年来，经历了从无到有，现如今已有了一定的技术积累，基本建立了完整的航空发动机研制和生产体系。
2.1 整机制造
在航发产业链中，发动机的整机和系统制造是最关键的一步。发动机的
核心技术及总装集成、客户销售、后续的发动机大修与零部件更换等环节都被整机制造商所控制，整机制造商负责整体设计，承担研发风险，利润也相对最高。全球整机制造的代表企业有GE、P&W、RR、SAFRAN，国内则以航发动力为主导。
上市公司航发动力是航发整机制造的承制单位，产品全谱系覆盖。航发
动力集成了我国航空发动机整机的几乎全部型号，在产品的量价二维体系中最为稳定，将享受确定性溢价。公司主打的“太行”系列产品已在我国主战机型上大规模应用；涡轴、涡桨类产品亦全面列装我国军用直升机及中型运输机；涡喷类产品仍为我国早期型号军机提供稳定换发保障。未来随着几款重点型号发动机研制列装的加速，我国有望实现军机发动机全部国产化的愿景。此外在外贸方面，国产航发伴随国产战机走出去的可能性也在逐步增强。
大运未来或全面换装涡扇20。2020 年11 月21 日，网传大运已装备四台WS-20 发动机进行飞行试验，WS-20 的顺利换装。这一方面解决了大运的产能瓶颈，使其成为全状态版本；另一方面提高了大运的运载能力和航程，对于大运实现跨洲际远程飞行、中短程重载飞行有着重要意义。
若大运确认换装了 4 发WS-20，那么可以认为WS-20 的研发以进入尾声，后续经过一定调整将进入小批量生产阶段，届时将基本解决我国大型军用飞机发动机的瓶颈，WS-20 也将成为航发动力业绩的重要贡献力量。
2.2 叶片锻造及铸造
叶片是航空发动机的最核心部件，它的制造占据了整个发动机制造
30%以上的工作量。叶片是发动机中数量最大的一类零件，具有壁薄易变形
的特点，并且其所承受的工况十分恶劣。目前金属材料和先进复合材料是航空发动机叶片制造的两大类主要材料，如何高效、高质量地对其进行加工已经成为了目前叶片制造行业研究的重点之一，也是制造出高性能航空发动机的关键。辅以表面处理技术来完成叶片的高品质制造。
图6：航空发动机叶片
图7：航空发动机涡轮叶片
航空发动机叶片按照部件分为风扇叶片、压气机叶片和涡轮叶片。按照运动方式分为动叶和静叶。其中风扇叶片和压气机叶片主要以数控加工、精密
锻造、超塑成型/扩散连接方式为主。压气机叶片则分为压气机低压级叶片和压气机高压级叶片，随着压气机级数增多，压气机叶片工作温度提升，选用变形高温合金取代钛合金。并且，在高压压气机末级，选用材料由变形高温合金到新型轻质耐高温Ti-Al 合金转变。而涡轮叶片所处环境较风扇叶片和压气机叶片更为恶劣，故对其材料和加工工艺都有着更为严格的要求，目前普遍采取精密铸造的方式对涡轮叶片进行加工，并辅以磨削等其他一些加工方法。涡轮低压级叶片工作温度相对涡轮高压级叶片温度较低，主要采用定向结晶铸造镍基高温合金。新型轻质耐高温Ti-Al 和陶瓷基复合材料也已经在部分机型上成功应用。
目前全球叶片市场仍以欧美企业为主导，例如GE、赛峰、罗罗、普惠等国际航空发动机巨头均拥有直属工厂，或与合作公司成立合资工厂。而随着国内航空发动机叶片制造技术的不断进步，也有部分企业逐步具备了，引导中国航发叶片市场。目前国内叶片市场由航发动力、炼石航空、万泽股份和应流股份等企业主导。航发动力拥有国内最大的叶片生产线，其精密锻造、表面处理生产线都处于亚洲领先地位。此外，炼石航空公司立足于高温合金材料及航空发动机单晶涡轮叶片研制，已构建了“铼元素→高温合金→单晶叶片→航空零部件→航空发动机→大型无人机整机”完整的产业链。
2.3 动力控制系统
随着航空发动机技术的日益进步，其性能不断地提高，燃油和控制系统也由简单到复杂发展，从液压机械控制发展到全权限数字电子控制（FADEC），发动机状态监视和故障诊断系统归入发动机控制系统，并且防喘控制也越来越受到专家的关注。目前国际市场上以英美为主导，我国从80年代初进行了FADEC系统的研究，并取得了较为瞩目的研究成果。
在动力控制系统方面，我国的航发控制已处于国内市场垄断地位，公司是国家航空动力控制系统及产品研制、生产基地，已经构建了较为完整的航空发动机燃油与控制系统专业体系，拥有国家一流专业科研人才，科研实力雄厚。另外具备一定实力的海特高新等民营企业也试图进入市场，公司已完成战略转型，由一家传统航空维修企业转向综合航空技术服务企业，公司航空新技术研发制造业务板块已形成产量量产、多种新型号在研，以及多个项目预研全面推进的良好局面。
2.4 零部件（包括锻造件、铸造件和钣金件）
航空发动机的零部件有盘轴、风扇轴、涡轮盘、轴、整体叶盘/叶轮、涡轮机匣和风扇匣等，按毛坯提供方式可以分为锻造件、铸造件和钣金件。
（1）锻造件
锻件是指通过对金属坯料进行锻造变形而得到的工件或毛坯。利用对金
属坯料施加压力，使其产生塑形变形，可改变其机械性能。目前航空发动机的零部件锻件毛坯占毛坯总重量的一半以上，航空发动机的风扇和压气机叶片、盘、轴、齿轮和部分机匣零件采用锻造工艺。随着航空发动机工艺制造技术的发展，叶片作为发动机的核心部件形成了与其他零件不同的精锻工艺。其他盘、轴、齿轮和机匣等零件锻造则以涡轮盘锻件工艺最为先进。目前航空发动机锻件领域，英美德日走在世界前列，依托高端技术，占据着国际高端市场，国内企业实力相对薄弱，以中航重机为主导，占据国内航空锻造市场60%的份额，2019 年一件大型精密的锻件产品在全球最大电动螺旋压力机的锻压下，正式在中航重机西安航空锻造产业基地出炉。此产品的问世，标志着我们锻造产品正式进入到精锻3.0 时代。
（2）铸造件
铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。航空发动机涡轮叶片和部分机匣采用铸造工艺，其中以涡轮铸造技术最为
先进。传统的低压浇铸方法存在氧化夹渣、气孔、缩孔、裂纹等一系列弊端，精密铸造制坯是铸造领域主要的发展方向。
（3）钣金件
钣金是一种针对金属薄板（通常在6mm 以下）的综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。通过钣金工艺加工出的产品叫做钣金件。发动机的燃烧室、喷灌机匣以钣金件为主。
2.5 高温合金
高温合金又叫热强合金、超级合金。按基体组织材料可分为三类：铁基、镍基和钴基。按生产方式可分为铸造高温合金、变形高温合金和粉末高温合金。按强化机理可分为碳化物强化、固溶强化、时效强化和弥散强化。
高温合金一般应用于四大领域。新型的先进航空发动机中，高温合金用量占发动机总重量的40%-60%以上，主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件，此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。
燃烧室是发动机各部件中温度最高的区域，燃烧室内燃气温度可高达
1500-2000℃，作为燃烧室壁的高温合金材料需承受800-900℃的高温，局部甚至高达1100℃以上。除需承受高温外，燃烧室材料还应能承受周期性点火启动导致的急剧热疲劳应力和燃气的冲击力。用于制造燃烧室的主要材料有高温合金、不锈钢和结构钢，其中用量最大、最为关键的是变形高温合金。
导向器也可称为涡轮导向叶片，用来调整燃烧室出来的燃气流向，是涡轮发动
机上承受温度最高、热冲击最大的零部件，材料工作温度最高可达1,100℃以上，但涡轮导向叶片承受的应力比较低，一般低于70MPa。该零件往往由于受到较大热应力而引起扭曲，温度剧变产生热疲劳裂纹以及局部温度过高导致烧伤而报废。因此，导向器材料大多采用精密铸造镍基高温合金。
涡轮叶片是涡轮发动机中工作条件最恶劣也是最关键的部件，由于其处于温度
最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件。涡轮叶片又称工作叶片，涡轮叶片在承受高温的同时要承受很大的离心应力、振动应力、热应力等。其所承受温度低于相应导向叶片50-100℃，但在高速转动时，由于受到气动力和离心力的作用，叶身部分所受应力高达140MPa，叶根部分达280-560MPa，涡轮叶片材料大多也是精密铸造镍基高温合金。涡轮叶片其结构与材料的不断改进已成为航空发动机性能提升的关键因素之一。
涡轮盘在四大热端部件中所占质量最大。涡轮盘是航空发动机上的重要转动部
件，工作温度不高，一般轮缘为550-750℃，轮心为300℃左右，因此盘件径向的热应力大，特别是盘件在正常高速转动时，由于盘件质量重达几十至几百千克，且带着叶片旋转，要承受极大的离心力作用，在启动与停车过程中又构成周期性的大应力低周疲劳。用作涡轮盘的高温合金为屈服强度很高、细晶粒的变形高温合金和粉末高温合金。在我国，涡轮盘中变形高温合金GH4169 合金用量最大、应用范围最广。
2.6 陶瓷基复合材料及钛合金
陶瓷基复合材料就是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷，这些陶瓷材料具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，但其致命的弱点是比较脆，容易出现裂纹甚至断裂。而采用高性能纤维与陶瓷基体复合，就可以显著提高陶瓷韧性和可靠性。纤维能阻止裂纹的扩展，从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。这样的陶瓷基复合材料具备了类似金属的断裂行为，即受力较大时先发生拉伸，拉伸大到一定程度时才会发生断裂，只有具备这样优良韧性的材料才具备在发动机涡轮叶片上使用的条件。目前国内厂商有火炬电子等企业。
钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属，强度高、耐蚀性好、耐热性高。根据加入的元素不同，钛合金的属性也不同。主要应用于压气盘、静叶片、动叶片、机壳、燃烧室外壳等零件部位。2014 年我国生产航空航天领域用钛销售量合计4861 吨。
3. 军用航空发动机市场空间测算
军用航空发动机主要包括新增市场和存量维护保养市场：
新增市场方面，我们分别假设未来十年我国新增各类型军机数量、发动机数量和单机价格。
存量维修和保养市场方面，航空发动机每运行一段时间(50-100 个小时)需要
进行一次专检，检查易损件和承力件以及油滤油泵的性能，飞行600-1000 小时再进行一次大修，更换部分易损承力部件，一台发动机设计寿命要比实际寿命小。一般航空发动机整个生命周期大修次数为 3 次左右，第一次大修周期约为600 小时，大修的间隔时间逐次递减，一般间隔时间是上一次的80%。航空发动机后续维修和保养费用较高，我们维修和保养费用价格为新机的1.2 倍。
我们预计未来十年军机航空发动机增量和存量市场分别为335.1 亿美元和402.12 亿美元，合计为737.22 亿美元，平均每年约为516 亿元（假设美元对人民币汇率为7）。
4. 相关企业分析
4.1 航发动力
国内航空发动机谱系最全，科研生产能力最强的企业。航发动力是国内大型航空发动机制造基地企业，国内唯一的生产制造涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞全种类军用航空发动机的企业。公司主要业务分为三类:航空发动机及衍生产品、外贸出口转包业务、非航空产品及其他业务。主要产品和服务有军民用航空发动机整机及部件、民用航空发动机零部件出口、军民用燃气轮机、军民用航空发动机维修保障服务。目前已具备涵盖航空发动机全寿命周期的设计、制造、总装、试车、维修整套技术和发动机综合服务保障能力，综合技术水平国内领先。公司在叶轮、盘、轴、机匣加工、整体结构件、精密铸造、精密锻造等关键点上具备了国内一流的制造能力。
航发动力将受益于机型列装和国产替代等逻辑，产能释放和产品交付有望走上正轨。航发动力的十四五逻辑除了与中航沈飞、中直股份和中航飞机一样受益于若干主战机型放量以外，还将受益于国内现有飞机航发的国产替代、现存军机航发的维修替换市场以及未来民机市场爆发的逻辑。产能和交付方面，对于需求方面市场并没有过多的忧虑，而从供应端来看，市场一直在担忧公司的产能和交付问题，不过从我们对于发动机产业链的调研情况来看，或许十四五的产能和交付问题相对于十三五来说会有显著改善，主要原因就是十四五的任务保障被放到了非常重要的位置，同时如果公司自身产能受限，不排除或会通过军民融合来解决产能问题，所以产能和交付的问题其实可以更加乐观。
未来的看点在于若干型号定型和量产。十四五期间主战机型的全状态版本、各种改型都会加快列装，对大推涡扇、大涵道涡扇、中推涡扇、大功率涡轴都有强劲的需求，从研制时点来看，涡扇的三大型号和涡轴的一大型号将在十四五期间定型，型号从定型到量产将令产业链上下游公司显著受益。公司在三季报中已经预测2020 年全年将向中国航发系统内关联方销售商品、提供劳务的金额比年初计划数大幅提升101.22%，关联交易规模大幅超公司预期显示非计划需求大幅增加。
4.2 钢研高纳
高温合金龙头企业，航空航天用高温合金产能超千吨。钢研高纳是国内航空航天用高温合金重要的生产基地，国内电力工业用高温合金的重要供应商，从事航空航天材料中高温合金材料的研发、生产和销售。公司目前是国内高端和新型高温合金制品生产规模最大的企业之一，拥有年生产超千吨航空航天用高温合金母合金的能力以及航天发动机用精铸件的能力，在变形高温合金盘锻件和汽
轮机叶片防护片等方面具有先进的生产技术，具有制造先进航空发动机亟需的粉末高温合金和ODS 合金的生产技术和能力。
航空发动机是高温合金重要应用领域:先进发动机高温合金重量占比或达到70%。高温合金在材料工业中主要是为航空航天产业服务，需求占比约为55%，其次为电力和机械，需求占比分别为20%、10%，另外工业领域占比7%，汽车、石油和其他领域占比分别为3%、3%和2%。在先进的航空发动机中，50-70%重量来自于高温合金，越先进发动机高温合金占比越高。发动机越落后变形高温合金的比重越大，发动机越先进铸造高温合金的比重越大，铸造高温合金的成本高、设计更复杂。
航空装备进入快速列装期，航发新增和替代市场空间巨大。中国各类机型方面与美国相比还有大幅度的差距。战斗机方面未来二代机将逐步退出历史舞台，三代机、四代机占比将逐步提升。运输机方面未来运-20 的市场需求量或达数百架。直升机方面我们认为我军最新研制的10 吨级中型通用直升机直-20 也将和黑鹰直升机所取得成绩一样成为我军陆、海军的主力机型参与各种军事行动。我们假设未来15 年几款战斗机、运输机和直升机完成全部列装，航空发动机领域新增合计市场空间约为1,730 亿元，每年新增的航空发动机市场约为115 亿元人民币。我们预测的每年维护和替代市场空间约为24 亿元人民币。我们假设高温合金价值量占发动机价值量比重为20%，则每年高温合金在航发领域的市场空间约为28 亿元人民币。
一、选择题 1．燃气涡轮发动机的核心机包括 C 。 A．压气机、燃烧室和加力燃室B．燃烧室、涡轮和加力燃室 C．压气机、燃烧室和涡轮D．燃烧室、加力燃室和喷管 2．在0～9截面划分法中，压气机出口截面是 B 。 A．1—1截面B．3—3截面C．4—4截面D．6—6截面 3．在0～9截面划分法中，燃烧室出口截面是。 C A．1—1截面B．3—3截面C．4—4截面D．6—6截面 4．发动机正常工作时，燃气涡轮发动机的涡轮是_____B____旋转的。 A．压气机带动B．燃气推动 C．电动机带动D．燃气涡轮起动机带动 5．气流在轴流式压气机基元级工作叶轮内流动，其_____C____。 A．相对速度增加，压力下降B．绝对速度增加，压力增加 C．相对速度降低，压力增加D．绝对速度下降，压力增加 6．气流在轴流式压气机基元级整流环内流动，其____C_____。 A．相对速度增加，压力下降B．绝对速度增加，压力增加 C．相对速度降低，压力增加D．绝对速度下降，压力增加 7．气流流过轴流式压气机，其____C_____。 A．压力下降，温度增加B．压力下降，温度下降 C．压力增加，温度上升D．压力增加，温度下降 8．轴流式压气机基元级工作叶轮叶片通道和整流环叶片通道的形状是____C_____。A．工作叶轮叶片通道是扩散形的，整流环叶片通道是收敛形的 B．工作叶轮叶片通道是收敛形的，整流环叶片通道是扩散形的 C．工作叶轮叶片通道是扩散形的，整流环叶片通道是扩散形的 D．工作叶轮叶片通道是收敛形的，整流环叶片通道是收敛形的 9．轴流式压气机基元级工作叶轮和整流环的安装顺序和转动情况是_____B____。A．工作叶轮在前，不转动；整流环在后，转动 B．工作叶轮在前，转动；整流环在后，不转动 C．整流环在前，不转动；工作叶轮在后，转动 D．整流环在前，转动；工作叶轮在后，不转动 10．轴流式压气机基元级工作叶轮和整流环的安装顺序和转动情况是_____B____。A．工作叶轮在前，不转动；整流环在后，转动 B．工作叶轮在前，转动；整流环在后，不转动 C．整流环在前，不转动；工作叶轮在后，转动 D．整流环在前，转动；工作叶轮在后，不转动 11．多级轴流式压气机由前向后，____A_____。 A．叶片长度逐渐减小，叶片数量逐渐增多 B．叶片长度逐渐减小，叶片数量逐渐减小 C．叶片长度逐渐增大，叶片数量逐渐增多 D．叶片长度逐渐增大，叶片数量逐渐减小 12．涡轮由导向器和工作叶轮等组成，它们的排列顺序和旋转情况是___A_____。A．导向器在前，不转动；工作叶轮在后，转动 B．导向器在前，转动；工作叶轮在后，不转动
航空发动机复杂零部件的新型测量技术 发布时间：2014-6-30 13:37:51 近几年来，航空市场发展迅猛,国内的航空发动机制造技术也正加速发展。在技术提升的过程中，航空发动机从研发到制造，对计量和测量的需求都非常迫切。在新型号研制过程中，设计部门希望获得准确的测量数据，用于设计验证；制造部门需要更加高效地完成测量工作，提升合格率并控制制造成本。目前，国内对高精度测量设备的投入和对新型测量技术的采用程度，与国外先进企业的水平还有一定的差距。 航空发动机的零部件种类多、结构复杂，进而带来了复杂的测量任务。以整体叶盘为例，目前测量编程仍然是一个很大挑战，在现有的技术平台上，测量过程既要根据叶盘的整体结构设计测量路线，还要根据叶片型线考虑扫描过程控制。因此，测量设备本身的效率和精度的提升是必然的，同时，在设备的附属工具、测量软件、探测技术等方面寻找新的突破点，提升复杂零部件的测量效率和测量效果，也成为新型测量技术的发展趋势。 全球对航空发动机的性能追求从未停歇，对航空发动机零部件的要求也日益提高。海克斯康最新研发的Leitz三坐标测量机扫描技术、HP-O非接触测量和I++ Simulator模拟软件等，为解决航空发动机复杂零部件的测量难题，提出了新的手段和方法。 基于航空发动机复杂零部件的制造发展和质控需求，本文将介绍海克斯康计量新近推出的典型测量技术，包括高效率精密扫描技术、复合式高效高精密探测技术和提高测量机有效工时的仿真模拟软件技术等。 Leitz高精密高速扫描技术 触发式模拟扫描技术已经成为发动机精密零部件测量的主要探测方式，该技术能高速提供密集点云，实现几何量形状和位置的精密判定，但是，复杂曲面曲线的高密度扫描，需要设备能够实时根据曲率变化给出智能的调整，以期平衡点密度和效率的同时获取最精确的结果。Leitz最新的扫描技术，借助最先进的控制技术，控制系统根据机器特性和工件扫描状态，判断和调整扫描过程。多样的扫描形式和控制形式的实现，使三坐标测量机的扫描能力显著提升，面对复杂专业的测量任务更加得心应手。 1VHSS 扫描技术：可变速扫描 能快则快，当慢则慢。依据曲面曲率，在已知几何特征上实时连续调整测量速度。在此之前的扫描技术，需要人为编程控制机器扫描的速度，速度的设定，需要考虑机器性能、工件特点、效率要求等多种因素，对编程者的挑战是：想达到最佳的效率，要么具备经验，要么从此任务中开始积累经验。VHSS扫描则无关乎具体使用者的经验，机器根据自身的性能特点和待检测曲面的数据，自动优化扫描过程的速度，编程者直接得到最佳的测量效率。 在进行复杂零部件的扫描时，比如航空发动机叶片，传统的扫描方法需要手动调整速度，以避免探针和工件表面“失联”。采用来自Leitz Pathfinder的VHSS技术，机器可以在已知几何量情况下进行持续的调整，实时调整扫描。平直的部位扫描速度快，前尾缘附
航空发动机发展史 摘要：航空发动机的历史大致可分为两个时期。第一个时期从首次动力开始到第二次世界大战结束。在这个时期，活塞式发动机统治了40年左右。第二个时期从第二次世界大战至今。60多年来，航空燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代。 关键词：活塞式喷气式 航空发动机诞生一百多年来,主要经过了两个阶段。 前40年（1903~1945），为活塞式发动机的统治时期。 后60年（1939~至今），为喷气式发动机时代。在此期间，航空上广泛应用的是燃气涡轮发动机，先后发展了直接产生推力的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机。亦派生发展了输出轴功率的涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。 一、活塞式发动机统治时期 很早以前，我们的祖先就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔，也曾作过各种尝试，但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试，但因为发动机太重，都没有成功。到19世纪末，在内燃机开始用于汽车的同时，人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源，并着手这方面的试验。 1903年，莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后，成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。这台发动机只发出8.95 kW的功率，重量却有81 kg，功重比为0.11kW/daN。发动机通过两根自行车上那样的链条，带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。 在两次世界大战的推动下，活塞式发动机不断改进完善，得到迅速发展，第二次世界大战结束前后达到其技术的顶峰。发动机功率从近10kW提高到2500kW 左右，功率重量比（发动机功率与发动机质量的重力之比，简称功重比，计量单位是kW/daN）从0.11kW/daN提高到1.5kW/daN，飞行高度达15000m，飞行速度从16km/h提高到近800km/h，接近了螺旋桨飞机的速度极限。 20世纪30~40年代是活塞式发动机的全盛时期。活塞式发动机加上螺旋桨，
航空发动机原理 航空发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力，是飞行器的心脏。自从飞机问世以来的几十年中，发动机得到了迅速的发展，从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机，还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等，时至今日，航空发动机已经形成了一个种类繁多，用途各不相同的大家族。 航空发动机常见的分类原则有两种：按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。按发动机是否须空气参加工作，航空发动机可分为两类 1、吸空气发动机简称吸气式发动机，它必须吸进空气作为燃料的氧化剂（助燃剂），所以不能到稠密大气层之外的空间工作，只能作为航空器的发动机。一般所说的航空发动机即指这类发动机。如根据吸气式发动机工作原理的不同，吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机和脉动喷气式发动机等。 2、火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机，航天器由于需要飞到大气层外，所以必须安装这种发动机。它也可用作航空器的助推动力。按形成喷气流动能的能源不同，火箭发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。 按产生推进动力的原理不同，飞行器的发动机又可分为 1、直接反作用力发动机 直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流，产生向前的反作用力来推进飞行器。直接反作用力发动机又叫喷气式发动机，这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机，脉动喷气式发动机，火箭喷气式发动机等。 2、间接反作用力发动机两类。 间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功，使空气加速向后（向下）流动时，空气对螺旋桨（旋翼）产生反作用力来推进飞行器。这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力，也有间接反作用力，但常将其划归直接反作用力发动机一类，所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。 附图: 活塞式发动机 航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合，在密闭的容器（气缸）内燃烧，膨胀作功的机械。活塞式发动机必须带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力。所以，作为飞机的动力装置时，发动机与螺旋桨是不能分割的。 为航空器提供飞行动力的往复式内燃机。发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力。 从1903年第一架飞机升空到第二次世界大战末期，所有飞机都用活塞式航空发动机作为动力装置。40
中国航空发动机发展的瓶颈 发表日期：2012-11-3 16:32:03 航空发动机一直就是中国的软肋。 从周恩来总理在世时评论中国飞机的“心脏病”开始，到现在50多年了。中国的发动机依然是兵器工业最大的软肋。 不仅仅是你提到的歼击机和大运的涡扇发动机，就是直升飞机的涡轴发动机，中型运输机的涡浆发动机，大型舰船的燃气轮机，中小型舰船和坦克的柴油发动机……无一例外，都是中国的软肋。航空发动机，更是软肋中的软肋。 与美国至少差距30年，什么意思，差一代到一代半吧。这个是事实，没有争议的。 但是另外两个问题就有争议了。一个是这样落后的原因是什么。另一个是，我们究竟什么时候能赶上去。其实这两个问题有内在关系的，搞清楚原因是什么，就更好判断什么时候赶上去。简要提供一些个人的看法，不一定正确。 落后的原因 一：底子太差 新中国建国时，工业基础太差。别说航空发动机，像样的工具钢都没有。要不是朝鲜战争，中国人用大量年轻士兵的无价鲜血去消耗美国的廉价钢铁，换来苏联人把涡轮喷射发动机的制造技术给我们，中国是不可能在1957年就能生产涡喷-5发动机的。 二：航空发动机工业的涉及面太广 虽然同样底子差，同样有文革的挫折，同样有改革开放的机遇，为什么航空发动机就是赶不上来？ 对比之下，中国造电冰箱、电视，甚至造手机、雷达、火箭、飞船都慢慢赶上来了：洛阳光电展上曝光的歼击机最新航电系统直追F22，美国人看了也吃一惊;中国空空导弹专家悠然的说，我们距离美国人，也就10年吧，一脸的骄傲自满;美国官方认为，中国的空警2000，在技术体制先进性上超过了美国现有装备一代。真的，兵器上，我们很多东西距离美国的差距就是10年。什么意思，就是至少没有代差。 而航空发动机呢，差一代到一代半。原因在于，航空发动机工业涉及的面太
《气体动力学基础》试卷 一、 填空（30分，每空1分） 1. 气体密度是指_单位容积内气体的质量_。从微观上讲，密度的大小代表了_气体分子的疏密程度_。气体流过航空发动机的喷管时，其密度的变化规律是__减小__。 2．从微观上讲，气体压力是_大量气体分子无规则运动碰撞器壁的总效应_。在比容一定的情况下，气体温度升高，引起气体压力的变化规律是_增大 。 3．定压比热是指_在压力一定的条件下，1kg 气体温度升高或降低1℃，所需吸收或放出的热量_；定压比热与定容比热的关系式可以写成 R c c v p +=。 4．绝热过程是指 气体在和外界没有任何热交换的前提下，所进行的热力过程 ；在该过程中压力和比容的关系式可以写成k v v p p )(2 112=；该过程的外（容积）功的计算式可以写成)(1 11122v p v p k l --=。 5．“一维定常流”中“一维”是指_气流参数是一维坐标的函数_。 6.可压流的连续性方程可以写成 常数=V A ρ ，它说明_在一维定常流的条件下，流过各截面的气体流量相等_。 7. 一维定常流能量（焓）方程的一般形式是 1221222 i i V V l q -+-=±±外 。气体流过发动机的涡轮时，能量方程可以改写成 l V V i i +-=-2 212221 ，此方程表示的能量转换关系是 气体焓的下降，用来对外作功和增加气体的动能 ；气体流过发动机进气道时，能量方程可以改写成常数=+2 2 V i ，此方程表示的能量转换关系是_焓和动能之和保持不变 。 8.滞止压力（总压）是指_理想绝能条件下，将气流滞止到速度为零时的压力_。气体流过发动机的进气道时，在不考虑流动损失的情况下，总压的变化规律是 不变_的。
第一章概论 航空发动机可以分为活塞式发动机（小型发动机、直升飞机）和空气喷气发动机两大类型。P3 空气喷气发动机中又可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不带压气机的冲压喷气发动机(构造简单，推力大，适合高速飞行。不能在静止状态及低速性能不好，适用于靶弹和巡航导弹)。涡轮发动机包括：涡轮喷气发动机WP，涡轮螺旋桨发动机WJ,涡轮风扇发动机WS,涡轮轴发动机WZ，涡轮桨扇发动机JS。在航空器上应用还有火箭发动机（燃料消耗率大，早期超声速实验飞机上用过，也曾在某些飞机上用作短时间的加速器）、脉冲喷气发动机（用于低速靶机和航模飞机）和航空电动机（适用于高空长航时的轻型飞机）。P4 燃气涡轮发动机是由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等主要部件组成。 由压气机、燃烧室和驱动压气机的涡轮这三个部件组成的燃气发生器，它不断输出具有一定可用能量的燃气。涡桨发动机的螺桨、涡扇发动机的风扇和涡轴发动机的旋翼，它们的驱动力都来自燃气发生器。按燃气发生器出口燃气可用能量的利用方式不同，对燃气涡轮发动机进行分类：将燃气发生器获得的机械能全部自己用就是涡轮喷气发动机；将燃气发生器获得的机械能85%~90%用来带动螺旋桨，就是涡桨发动机；将获得的机械能的90%以上转换为轴功率输出，就是涡轮轴发动机；将小于50%的机械能输出带动风扇，就是小涵道比涡扇发动机（涵道比1:1)；将大于80%的机械能输出带动风扇，就是大涵道比涡轮风扇发动机（涵道比大于4:1）。P5 航空燃气涡轮发动机的主要性能参数：1.推力，我国用国际单位制N或dan,1daN=10N，美国和欧洲采用英制磅(Pd)，1Pd=0.4536Kg,俄罗斯/苏联采用工程制用Kg,1Kg=9.8N；2.推重比（功重比），推重比是推力重量比的简称，即发动机在海平面静止条件下最大推力与发动机重力之比，是无量纲单位。对活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机则用功重比（功率重量比的简称）表示，即发动机在海平面静止状态下的功率与发动机重力之比，KW/daN；3.耗油率，对于产生推力、的喷气发动机，表示1daN推力每小时所消耗的燃油量单位Kg/(daN·h),对于活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机来说，它表示1KW功率每小时所消耗的燃油量单位Kg/(kw·h)；4.增压比，压气机出口总压与进口总压之比，飞速较高增压比较低，低耗油率增压比较高；5.涡轮前燃气温度，是第一级涡轮导向器进口截面处燃气的总温，也有发动机用涡轮转子进口截面处总温表示，发动机技术水平高低的重要标志之一；6.涵道比，是涡扇发动机外涵道和内涵道的空气质量流量之比，又称流量比。涵道比小于1为小涵道比，大于4为大涵道比，大于1小于4为中涵道比，加力式涡扇发动机涵道比一般小于1，甚至0.2~0.3。P8~9 喷气时代（主流），服役战斗机发动机推重比从2提高到7~9，定型投入使用的达9~11，我国到8。民用大涵道比涡扇发动机的最大推力已超过50000daN 巡航耗油率从20世纪50年代涡喷发动机 1.0kg（daN·h)-1下降到0.55kg(daN·h)-1，噪声下降20dB,NO X下降45%。服役的直升飞机用涡轴发动机的功重比从2Kg/daN提高到4.6kW/daN~7.1kw/daN。发动机可靠性和耐久性倍增，军用发动机空中停车率一般为0.2/1000EFH~0.4/1000EFH（发动机飞行小时），民用发动机为0.002/1000EFH~0.02/1000EFH。战斗机发动机热端零件寿命达
第70-80章： 发动机系统 名称 反推控制手柄 启动电门 发动机启动电门， 发动机点火选择电门 发动机附件装置(EAU)位置 中央操作台、推力手柄上 驾驶舱P5面板上 驾驶舱P5前顶板 在电气设备（EE）舱内 E3架上 主电子舱E3架上功能 提供反推的放出和收回的信号向发动机启动系统提供启动信号的输入…….. 启动电门选择启动模式，点火选择电门选择点火模式控制反推装置（T/R）自动再收入操作，帮助做反推装置控制系统的故障分析，控制驾驶舱内P5后舱顶板上的反推灯计算机存储每台发动机的振动值，提供帮助？发动机配平平衡操作的振动平衡？ 发动机主要的控制器，控制和监控容纳发动机滑油，从回油中清除空气，使你做滑油而检查和充加滑油系统冷却IDG滑油，同时加温发动机燃油供给发动机伺服系统和燃油系统的燃油
增压燃油 启动活门打开提供气压动力至起动机测量流至燃油总管和燃油喷嘴的燃油质量流量 提供一号轴承振动信号 AVM信号处理器 发动机电子控制组件(EEC) 滑油箱 IDG滑油冷却器 燃油滤压差电门 液压机械组件（HMU） 燃油泵 启动活门 燃油喷嘴油滤 燃油流量传感器 1号轴承振动传感器位置： 在风扇机匣 风扇机匣2:00钟位置 风扇机匣3:00位置 风扇机匣7:00位置 风扇机匣8:00钟位置 风扇机匣8:00钟位置
AGB的后面，在发动机风扇 机匣左侧08:00钟位置 风扇机匣上（9:00）高于起动机风扇机匣10:00钟位置 风扇机匣10:00钟位置 在发动机内部，接头在风扇机 匣上，发动机滑油箱后部，发 哦的那个叫铭牌的上面 风扇机匣的右侧下部 风扇框架上3:00钟位置 风扇框架6:00钟位置 点火激励器 风扇框架压气机机匣垂直振 动传感器（FFCCV） 防漏活门 VBV作动筒 VBV门 LPTCC活门提供高能电压到点火电嘴提供风扇框架压气机机匣垂直面的振动值 风扇框架后面在4: 00、"8:00钟VBV作动筒接受指令作动，带动摇臂作动VBV门，打开到指令位置风扇框架上一圈，12个
世界航空发动机发展史 摘要：航空发动机的历史大致可分为两个时期。第一个时期从首次动力开始到第二次世界大战结束。在这个时期，活塞式发动机统治了40年左右。第二个时期从第二次世界大战至今。60多年来，航空燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代。 关键词：活塞式喷气式 航空发动机诞生一百多年来,主要经过了两个阶段。 前40年（1903~1945），为活塞式发动机的统治时期。 后60年（1939~至今），为喷气式发动机时代。在此期间，航空上广泛应用的是燃气涡轮发动机，先后发展了直接产生推力的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机。亦派生发展了输出轴功率的涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。 一、活塞式发动机统治时期 很早以前，我们的祖先就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔，也曾作过各种尝试，但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试，但因为发动机太重，都没有成功。到19世纪末，在内燃机开始用于汽车的同时，人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源，并着手这方面的试验。 1903年，莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后，成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。这台发动机只发出8.95 kW的功率，重量却有81 kg，功重比为0.11kW/daN。发动机通过两根自行车上那样的链条，带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。 在两次世界大战的推动下，活塞式发动机不断改进完善，得到迅速发展，第二次世界大战结束前后达到其技术的顶峰。发动机功率从近10kW提高到2500kW 左右，功率重量比（发动机功率与发动机质量的重力之比，简称功重比，计量单位是kW/daN）从0.11kW/daN提高到1.5kW/daN，飞行高度达15000m，飞行速
《航空发动机原理》复习 一、单项选择题（共20题每题2分共40分） 1.以下哪个是衡量发动机经济性的性能参数（ A ）。 A EPR B FF C SFC D EGT 2.涡轮风扇发动机的涵道比是（ D ）。 A流过发动机的空气流量与流过内涵道的空气流量之比 B流过发动机的空气流量与流过外涵的空气流量之比 C流过内涵道的空气流量与流过外涵道的空气流量之比 D流过外涵道的空气流量与流过内涵道的空气流量之比 3.高涵道比涡扇发动机是指涵道比大于等于（ C ）. A 2 B 3 C 4 D 5 4.涵道比为4的燃气涡轮风扇发动机外涵产生的推力约占总（C ）。 A20％ B40％ C80％ D90％ 5.涡桨发动机的喷管产生的推力约占总推力的（ B ） A.85-90％ B.10-15％ C.25% D. 0 6.涡桨发动机使用减速器的主要优点是：( C ) A能够增加螺旋桨转速而不增加发动机转速 B螺旋桨的直径和桨叶面积可以增加 C可以提高发动机转速而增大发动机的功率输出又能使螺旋桨保持在较低转速而效率较高 D在增大螺旋桨转速情况下，能增大发动机转速 7.双转子发动机高压转子转速Ｎ2与低压转子转速Ｎl之间有（ C ） A Ｎ2＜Ｎl B Ｎ2＝Ｎl C Ｎ2＞Ｎl D设计者确定哪个大 8.亚音速进气道是一个（ A ）的管道。 A扩张形B收敛形 C先收敛后扩张形 D圆柱形 9.亚音速进气道的气流通道面积是（ D ）的。 A扩张形 B收敛形 C先收敛后扩张形 D先扩张后收敛形10.气流流过亚音速进气道时，（ D ）。 A速度增加，温度和压力减小 B速度增加，压力增加，温度不变 C速度增加，压力减小，温度增加 D速度减小，压力和温度增加11.在离心式压气机里两个起扩压作用的部件是（ D ）。 Ａ涡轮与压气机Ｂ压气机与歧管Ｃ叶片与膨胀器Ｄ叶轮与扩压器12.轴流式压气机的一级由（ C ）组成。 A转子和静子 B扩压器和导气管 C工作叶轮和整流环 D工作叶轮和导向器 13. 空气流过压气机工作叶轮时, 气流的（ C ）。 A相对速度增加, 压力下降B绝对速度增加, 压力下降
航空发动机发展史 航空发动机诞生一百多年来,主要经过了两个阶段：前40年（1903~1945），为活塞式发动机的统治时期；后60年（1939~至今），为喷气式发动机时代。在此期间，航空上广泛应用的是燃气涡轮发动机，先后发展了直接产生推力的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机。亦派生发展了输出轴功率的涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。 一、活塞式发动机统治时期 很早以前，我们的祖先就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔，也曾作过各种尝试，但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试，但因为发动机太重，都没有成功。到19世纪末，在内燃机开始用于汽车的同时，人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源，并着手这方面的试验。 1903年，莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后，成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。这台发动机只发出8.95 kW的功率，重量却有81 kg，功重比为0.11kW/daN。发动机通过两根自行车上那样的链条，带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。 在两次世界大战的推动下，活塞式发动机不断改进完善，得到迅速发展，第二次世界大战结束前后达到其技术的顶峰。发动机功率从近10kW提高到2500kW 左右，功率重量比（发动机功率与发动机质量的重力之比，简称功重比，计量单位是kW/daN）从0.11kW/daN提高到1.5kW/daN，飞行高度达15000m，飞行速度从16km/h提高到近800km/h，接近了螺旋桨飞机的速度极限。 20世纪30~40年代是活塞式发动机的全盛时期。活塞式发动机加上螺旋桨，构成了所有战斗机、轰炸机、运输机和侦察机的动力装置；活塞式发动机加上旋翼，构成所有直升机的动力装置。著名的活塞式发动机有：美国普拉特·惠特尼公司（简称普·惠公司）的“黄蜂”系列星形气冷发动机，气缸7~28个，功率970~2500kW，广泛用于各种战斗机、轰炸机和运输机。 带螺旋桨的活塞式发动机的最大缺点是飞行速度受到限制（800km/h以下）。
一、活塞式发动机 航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合，在密闭的容器（气缸）内燃烧，膨胀作功的机械。活塞式发动机必须带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力。所以，作为飞机的动力装置时，发动机与螺旋桨是不能分割的。主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。气缸是混合气（汽油和空气）进行燃烧的地方。气缸内容纳活塞作往复运动。气缸头上装有点燃混合气的电火花塞（俗称电嘴），以及进、排气门。发动机工作时气缸温度很高，所以气缸外壁上有许多散热片，用以扩大散热面积。气缸在发动机壳体（机匣）上的排列形式多为星形或V形。常见的星形发动机有5个、7个、9 个、14个、18个或24个气缸不等。在单缸容积相同的情况下，气缸数目越多发动机功率越大。活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动，并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。连杆用来连接活塞和曲轴。曲轴是发动机输出功率的部件。曲轴转动时，通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。除此而外，曲轴还要带动一些附件（如各种油泵、发电机等）。气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。 二、涡轮喷气发动机 在第二次世界大战以前，所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力，这种发动机本身并不能产生向前的动力，而是需要驱动一副螺旋桨，使螺旋桨在空气中旋转，以此推动飞机前进。这种活塞式发动机＋螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式，很少有人提出过质疑。到了三十年代末，尤其是在二战中，由于战争的需要，飞机的性能得到了迅猛的发展，飞行速度达到700－800公里每小时，高度达到了10000米以上，但人们突然发现，螺旋桨飞机似乎达到了极限，尽管工程师们将发动机的功率越提越高，从1000千瓦，到2000千瓦甚至3000千瓦，但飞机的速度仍没有明显的提高，发动机明显感到“有劲使不上”。问题就出在螺旋桨上，当飞机的速度达到800公里每小时，由于螺旋桨始终在高速旋转，桨尖部分实际上已接近了音速，这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降，推力下降，同时，由于螺旋桨的迎风面积较大，带来的阻力也较大，而且，随着飞行高度的上升，大气变稀薄，活塞式发动机的功率也会急剧下降。这几个因素合在一起，决定了活塞式发动机＋螺旋桨的推进模式已经走到了尽头，要想进一步提高飞行性能，必须采用全新的推进模式，喷气发动机应运而生。 喷气推进的原理大家并不陌生，根据牛顿第三定律，作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。喷气发动机在工作时，从前端吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，在此过程中，发动机向气体施加力，使之向后加速，气体也给发动机一个反作用力，推动飞机前进。事实上，这一原理很早就被应用于实践中，我们玩过的爆竹，就是依*尾部喷出火药气体的反作用力飞上天空的。早在1913年，法国工程师雷恩．洛兰就获得了一项喷气发动机的专利，但这是一种冲压式喷气发动机，在当时的低速下根本无法工作，而且也缺乏所需的高温耐热材料。1930年，弗兰克．惠特尔取得了他使用燃气涡轮发动机的第一个专利，但直到11年后，他的发动机在完成其首次飞行，惠特尔的这种发动机形成了现代涡轮喷气发动机的基础。现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种，就必须遵循热机的做功原则：在高压下输入能量，低压下释放能量。因此，从产生输出能量的原理上讲，喷气式发动机和活塞式发动机是相同的，都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段，不同的是，在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的，但在喷气发动机中则是
航空发动机构造 课堂测试-1 1.航空发动机的研究和发展工作具有那些特点？ 技术难度大；周期长；费用高 2.简述航空燃气涡轮发动机的作用。 是现代飞机与直升机的主要动力（少数轻型、小型飞机和直升机采用航空活塞式发动机），为飞机提供推进力，为直升机提供转动旋翼的功率。 3.航空燃气涡轮发动机包括哪几类？民航发动机主要采用哪种？ 涡喷、涡桨、涡扇、涡轴、桨扇、齿扇等；涡扇。 4.高涵道比民用涡扇发动机的涵道比范围是多少？ 5-12 课堂测试-2 1．发动机吊舱包括（进气道）、（整流罩）和（尾喷管）等。 2．对于民用飞机来说，动力装置的安装位置应该考虑到以下几点： 不影响进气道的效率；排气远离机身；容易接近，便于维护 3．在现代民用飞机上，发动机在飞机上的安装布局常见的有（翼下安装）、（翼下吊装和垂直尾翼安装）和（机身尾部安装）。 4．发动机安装节分两种：（主安装节）与（辅助安装节）。前者传递轴向力、径向力、扭矩，后者传递径向力、扭矩。一般主安装节装于（温度较低，靠近转子止推轴承处的压气机或风扇机匣上）上，辅助安装节装于（涡轮或喷管的外壳上）上。 5．涡轮喷气发动机的进气道可分为（亚音速）进气道和（超音速）进气道两大类。我国民航主要使用亚音速飞机，其发动机的进气道大多采用（亚音速）进气道。 6．通常在涡轮喷气和涡轮风扇发动机上采用（热空气）防冰的方式，在涡轮螺旋桨发动机上采用（电加热）防冰，或是两种结合的方式。 7．对于涡轮螺旋桨发动机来说，需要防冰的部位有（进气道）、（桨叶）和（进气锥）。 8．为了对吊舱进行通风冷却，一般把吊舱分成不同区域，各区之间靠（防火墙）隔开，以阻挡火焰的传播。9．发动机防火系统包括（火情探测）、（火情警告）和（灭火）三部分。 课堂测试-3 1.现代涡轮喷气发动机由（进气道）、（压气机）、（燃烧室）、（涡轮）、（尾喷管）五大部件和附件传动装置 与附属系统所组成。 2.发动机工作时，在所有的零部件上都作用着各种负荷。根据这些负荷的性质可以分为（气动）、（质量） 和（温度）三种。 3.航空燃气涡轮发动机主轴承均采用（滚动）轴承，其中（滚棒轴承）仅承受径向载荷，（滚珠轴承）可承 受径向载荷与轴向载荷。 4.转子上的止推支点除承受转子的（轴向）负荷、（径向）负荷外，还决定了转子相对于机匣的（轴向）位 置。因此每个转子有（一）个止推支点，一般置于温度较（低）的地方。 5.压气机转子轴和涡轮转子轴由（联轴器）连接形成发动机转子，分为（柔性联轴器）和（刚性联轴器）。 其中（柔性联轴器）允许涡轮转子相对压气机转子轴线有一定的偏斜角。 6.结合图3.9，简述发动机的减荷措施有哪些？这些措施是否会减少发动机推力？ 减荷措施：
航空发动机主要有三种类型：活塞式航空发动机，燃气涡轮发动机和冲压发动机。 航空发动机的发展经历了活塞发动机，喷气时代的活塞发动机，燃气涡轮发动机，涡轮喷气发动机/涡轮风扇发动机，涡轮螺旋桨发动机/涡轮轴发动机。本文主要利用动态图来说明航空发动机的工作原理。 星型活塞发动机（常见于旧飞机，例如B-36，yun-5等）： 星型活塞发动机的原理与汽车发动机的原理相同。燃料在汽缸中爆炸并燃烧以推动活塞工作，但汽缸装置为星形。汽车上的活塞发动机通常以V或w的形式布置。活塞式航空发动机由于效率低，噪音大，燃油消耗大而已基本取消。 涡轮喷气发动机：（J-7，MiG-25等） 涡轮喷气发动机是涡轮发动机的一种。取决于气流产生推力。它通常用于为高速飞机提供动力，但其燃油消耗高于涡轮风扇发动机。著名的MiG-25和SR-71黑鸟侦察机均配备了涡轮喷气发动机，其最大速度可突破3马赫。由于油耗高，逐渐被涡轮风扇发动机取代。 涡轮螺旋桨发动机：（Y-8，C-130，a-400m等） 涡轮喷气发动机的本质类似于带有减速器和外部螺旋桨的涡轮喷气发动机。涡轮螺旋桨发动机的推力主要由螺旋桨产生，而喷气机产生的推力很小，仅为螺旋桨的十分之一。涡轮螺旋桨发动机的优点是速度低，效率高，适用于运输机，海上巡逻机等。由于螺旋桨旋转的面积较大，因此在高速飞行时会有很多阻力，因此涡轮螺旋桨发动
机不适合高速飞行。 涡轮风扇发动机：（涡轮风扇10，AL-31F，f-135等，cmf56）涡轮风扇发动机是从涡轮喷气发动机发展而来的。与涡轮喷气发动机相比，涡轮风扇发动机的主要特点是第一级压缩机的面积要大得多。目前，大多数先进的飞机都使用涡扇发动机。涡扇发动机相当于涡轮螺旋桨发动机和涡轮喷气发动机性能的折衷产品，适用于以400-1000 km / h的速度飞行。 优点：高推力，高推进效率，低噪音，低油耗，飞行距离长。 缺点：风扇直径大，迎风面大，阻力大，发动机结构复杂，设计困难。 螺旋桨风扇发动机：（ge-36） 螺旋桨式风扇发动机不仅可以被视为具有先进高速螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机，而且除了外部管道外，还可以被视为超高旁通比涡轮风扇发动机。它具有涡轮螺旋桨发动机低油耗率和涡轮风扇发动机高飞行速度的优点。实验中的Ge36显示出非常低的燃料消耗，但是由于噪音，它并未在任何飞机上使用。
航空发动机复杂结构零件加工技术探索 摘要：现阶段，科学技术的发展迅速，航空事业的发展也有了很大的改善。航 空发动机作为飞机的动力装置，是飞机的心脏，其设计与制造技术对于航空工业 的发展起着关键性的作用，是体现一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重 要标志之一。航空发动机零件结构复杂、制造难度大、技术含量高，代表制造业 发展的方向，被称为制造业一颗璀璨的明珠。数控加工技术和设备起源于满足航 空航天制造的需求，并在不断满足高、精、尖加工要求的过程中发展提高，成为 现代航空航天制造业的基础性关键技术。国内外航空航天制造业一直是数控技术 与数控机床的最大用户，在航空航天制造企业中，数控机床制造企业的比例高达80%以上。 关键词：航空发动机；复杂结构；零件加工技术探索 引言 航空发动机零件的制造具有材料难加工、形状结构复杂、容易变形振动、加 工精度高等特点，代表着一个国家制造技术的实力和国防现代化的发展水平。以 航空发动机叶片、叶轮、机匣、盘轴类零件为研究对象，分析了这些典型零部件 的材料和结构特性、加工工艺方法与特点、加工装备等，总结了航空发动机零件 加工对数控机床性能与功能的要求，并展望了航空发动机制造技术的发展趋势。 1加工复杂结构零件的机床工具特征 刀具在解决航空难加工材料复杂结构零件的加工中起着至关重要的作用。先 进的航空产品要求航空零件具有更优异的性能、更低的成本和更高的环保性。加 工工艺要求具有更快的加工速度、更高的可靠性、高重复精度和可再现性。航空 钛合金、高温合金零件难切削的工件材料、复杂而薄壁的形状、高精度的尺寸和 表面粗糙度要求及大的金属去除量等特点，对刀具质量一致性提出了更高的要求。现代高效精准加工要求刀具具有高精度、高耐磨性、高抗冲击性和高可靠性的特点，即具有高性能刀具的全部特征。高质量的刀具方案明显标志是刀具结构形式、刀具材料与被加工零件的材料、结构相适应。国外各著名数控机床制造商不遗余 力的开发高性能数控机床，进一步针对高动态响应、高精度和高刚性等展开研发。高刚性以及高承载性能的线性导轨确保了全行程内光滑连续地移动，获得了工件 的高几何精度和表面质量，也保证了高加工效率。机床的高刚性减小了加工系统 的振动，延长了刀具使用寿命。高性能刀具涉及刀具材料、刀具涂层技术、刀具 结构设计与优化、刀具配套技术及刀具的应用等很多方面。刀具结构的创新体现 在刀具结构的优化、切削负荷的合理分布、断屑槽型以及各种新型可转位刀片结构。零件的精准加工对刀具的装夹提出了新的要求，它要求装夹精度高、径向圆 跳动小、夹持刚性好、结构紧凑且操作简单等。 2典型零件加工 2.1叶片加工 航空发动机叶片多采用钛合金、高温合金等材料，材料切削性能差，尺寸精 度要求严格，表面质量要求高。叶片的加工部位主要包括叶身型面加工、叶片榫 头和榫齿加工、阻尼台加工、安装板及叶冠加工。叶片加工的复杂性在于叶身部 分由复杂曲面组成，曲面按成形原理可分为直纹面和非直纹面，直纹面分为可展 和不可展。对于可展直纹面，可以采用常规机械加工技术加工。对于不可展直纹
发动机发展史 【摘要】：发动机（Engine），又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。（把电能转化为机器能的称谓电动机）有时它既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，比如汽油发动机,航空发动机。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。汽车自诞生以来，作为最核心的“心脏”--发动机也在不断的进步，下面就带大家来回顾一下发动机的历史，“知史明鉴”，或许更能理解这一百多年来汽车技术所发生的巨大变革。 Engine, also known as the engine, is a kind of to tell a forms of energy into another more useful to machine, usually the chemical energy into mechanical energy. (the energy into machine can appellations motor) sometimes it applies both to power generator, can also refer to include power device of the whole machine, such as gasoline engine,aeroengine. Engine earliest was born in the United Kingdom, therefore, engine concept also come from English, it's original meaning is that "the mechanical device" producing power. Car since its birth, as the core of "heart" - the engine is also in constant progress. Here is to take you to review the history, "knowing engine Mingjian" history and maybe more can understand this hundred years automotive technical what happened huge transformation. 【关键字】：蒸汽机，冲程发动机，转子发动机，化油器，电喷发动机Steam engine，Stroke engines，The rotor engine，The carburetor，Efi engine 发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将燃油的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的，虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然未变，这是一个富于创造的时代，那些发动机设计者们，不断地将最新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机性能达到近乎完善的程度，各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点，发动机的发展经历了以下几个阶段： 一、汽油机之前的摸索阶段 18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆车全长7.23米，时速为3.5公里,是世界上第一辆蒸汽机车。1771年古诺改进了蒸汽汽车，时速可达9.5千米，牵引4-5吨的货物。 1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品，因为煤气发动机的压缩比为零。 1867年，德国人奥托受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动机进行了大量的研究，制作了一台卧式气压煤气发动机，后经过改进，于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高，引起了参
航空发动机原理 您说的这个“如此简洁”的原理都是错的，重要的一步膨胀做功都没有，你让人家搞涡 轮的怎么办。。。 如果您只把“进气道进气—压气机增压—燃烧室加热—涡轮膨胀做功—尾喷管加速喷 出”这几个过程当作“航空发动机原理”当然可以说航空发动机的原理太简单了，但将这 个最基础的原理实现的过程就不算航空发动机原理了吗？ 就从您提出的这个最简单的原理开始简单的捋一下： 1）知道了原理，首先得开始建模吧，不考虑损失的，将这个”进气—增压—加热—膨 胀做功—加速喷出“的过程用物理模型描述出来就是布雷顿循环——理解这个至少得学 过“工程热力学”吧。 2）有了循环，搞总体的人根据一定的经验和预估，按设计要求设计了循环参数（这 时就不能只考虑理想模型了，还要考虑效率和损失）。按最简单的，至少有总压比， 涡轮前温度和涵道比——最低要求学过“航空发动机原理”这门课（当然远远远远远远 远不够）。
3）有了循环参数得知道如何实现吧，这就需要对各个部件进行设计，得出各个部件 的工作曲线——每个部件的设计的基础理论都不止一本书要学。而每个部件设计又并 不是独立的，发动机各个部件的工作状态是耦合的，为了得到更好的性能，就需要各 个部件的设计人员进行讨（si）论（bi）。除此以外总体人员提出的设计参数又不一定 能够实现，这时为了团（shuai）结（guo）总体和设计又要开始讨（si）论（bi）。 重复（2）（3）直至收敛。 4）按照气动要求设计出来的各个部件还要满足结构要求，既要满足强度要求还要满 足刚度要求，板壳震动轴的一二三阶频率气动耦合振动叶片振动轮盘震动转子整体震 动等等等等一堆震动问题要解决，最可恶的是同时还要求重量轻！用结构老师的话 讲：如果航空发动机中的一个结构只有一两个作用，拿它的设计就是失败的。——知 道这些在说什么至少看过“航空发动机结构”吧。