本書融合講授航空航天領(lǐng)域幾類主流噴氣發(fā)動機(jī)的工作原理、基本理論、性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)與功能以及實際應(yīng)用等方面的內(nèi)容，共分為共用基礎(chǔ)理論、火箭發(fā)動機(jī)、沖壓發(fā)動機(jī)及渦噴/渦扇發(fā)動機(jī)等四個模塊，涉及噴氣推進(jìn)概念、發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)、發(fā)動機(jī)基本工作過程、液體火箭發(fā)動機(jī)原理、固體火箭發(fā)動機(jī)原理、電推進(jìn)原理、沖壓發(fā)動機(jī)原理、渦輪/渦扇發(fā)動機(jī)原理等內(nèi)容。本書的主要目的是使讀者能夠識別不同類型噴氣發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理，理解不同發(fā)動機(jī)的區(qū)別與聯(lián)系、工作特點和實際應(yīng)用，掌握不同發(fā)動機(jī)的主要性能參數(shù)計算方法和參數(shù)范圍，理解重要因素對發(fā)動機(jī)主要性能的影響，加深對發(fā)動機(jī)工作過程中涉及的力學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)、電磁學(xué)以及機(jī)械、材料等基礎(chǔ)知識的理解。
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1997.9-2003.6國防科技大學(xué)，研究生學(xué)習(xí)
目錄
第一章概述1
1.1空天飛行基礎(chǔ)1
1.1.1飛行空域1
1.1.2空天飛行器1
1.1.3飛行器推進(jìn)系統(tǒng)2
1.2噴氣推進(jìn)3
1.2.1概念3
1.2.2分類4
1.3噴氣發(fā)動機(jī)5
1.3.1分類5
1.3.2工作原理9
1.3.3結(jié)構(gòu)與組成10
1.3.4應(yīng)用12
1.4發(fā)展歷程與趨勢15
1.4.1發(fā)展歷程及技術(shù)演變15
1.4.2發(fā)展趨勢17
思考題18
第2章發(fā)動機(jī)性能參數(shù)20
2.1發(fā)動機(jī)熱力循環(huán)過程20
2.1.1渦輪噴氣發(fā)動機(jī)20
2.1.2火箭發(fā)動機(jī)21
2.2推力22
2.2.1火箭發(fā)動機(jī)推力22
2.2.2吸氣式噴氣發(fā)動機(jī)推力25
2.2.3火箭發(fā)動機(jī)推力的高度特性26
2.2.4與推力相關(guān)的其他參數(shù)27
2.3比沖類指標(biāo)28
2.3.1比沖28
2.3.2單位耗油率.31
2.3.3單位推力31
2.4其他指標(biāo)32
2.4.1效率32
2.4.2質(zhì)量特性35
2.5發(fā)動機(jī)性能對飛行性能的影響37
2.5.1航程37
2.5.2理想速度.38
思考題41
習(xí)題41
第3章化學(xué)工質(zhì)43
3.1特性要求43
3.1.1物理性質(zhì)43
3.1.2化學(xué)性質(zhì)45
3.1.3安全特性46
3.1.4使用特性47
3.1.5選擇原則47
3.2航空燃料47
3.2.1分類47
3.2.2主要性能參數(shù)48
3.2.3常用航空燃料49
3.3液體推進(jìn)劑49
3.3.1常用液體氧化劑50
3.3.2常用液體燃料.51
3.3.3其他液體推進(jìn)劑52
3.3.4液體推進(jìn)劑組合53
3.4固體推進(jìn)劑54
3.4.1概念和分類54
3.4.2固體推進(jìn)劑組分56
3.4.3裝藥57
3.5熱力計算方法57
3.5.1概述57
3.5.2海合氣體物性參數(shù)58
3.5.3熱力計算基礎(chǔ)59
3.5.4熱力計算原理61
3.6熱力計算應(yīng)用63
3.6.1熱力計算流程63
3.6.2熱力計算軟件64
3.6.3熱力計算結(jié)果的使用67
思考題68
習(xí)題69
第4章發(fā)動機(jī)流動過程70
4.1概述70
4.2一維變截面可壓縮流動過程71
4.2.1狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式72
4.2.2流動參數(shù)關(guān)系式73
4.2.3面積馬赫數(shù)關(guān)系式74
4.2.4面積變化對流動的影響74
4.3噴管流動過程75
4.3.1理想噴管問題及假設(shè)75
4.3.2喉部條件與參數(shù)76
4.3.3噴管出口流動77
4.3.4出口排氣參數(shù)81
4.3.5噴管性能參數(shù)83
4.4進(jìn)氣道流動過程84
4.4.1進(jìn)氣道的分類84
4.4.2進(jìn)氣道的工作原理88
4.4.3進(jìn)氣道的性能參數(shù)90
思考題91
習(xí)題91
第5章噴霧燃燒過程基礎(chǔ)93
5.1概述93
5.1.1燃燒的基本概念93
5.1.2發(fā)動機(jī)噴霧燃燒過程93
5.2噴射與霧化94
5.2.1概念與原理94
5.2.2霧化過程95
5.2.3典型霧化裝置97
5.2.4流量特性98
5.2.5霧化特性100
5.3蒸發(fā)與混合102
5.3.1液滴蒸發(fā)102
5.3.2混合增強(qiáng)105
5.4燃燒特性105
5.4.1化學(xué)反應(yīng)105
5.4.2燃燒效率107
5.4.3燃燒穩(wěn)定性.107
思考題109
習(xí)題109
第6章傳熱與發(fā)動機(jī)冷卻111
6.1概述111
6.1.1發(fā)動機(jī)熱環(huán)境111
6.1.2傳熱基礎(chǔ)115
6.2發(fā)動機(jī)冷卻方式118
6.2.1分類與特點118
6.2.2S生冷卻119
6.2.3膜冷卻121
6.2.4輻射冷卻122
6.2.5其他冷卻方式123
6.3再生冷卻過程計算124
6.3.1再生冷卻過程計算思路124
6.3.2常規(guī)冷卻劑再生冷卻計算125
6.4氣膜冷卻過程計算思路127
思考題128
習(xí)題129
第7章葉輪機(jī)械工作基礎(chǔ)130
7.1概述130
7.1.1應(yīng)用背景130
7.1.2基本概念131
7.1.3分類131
7.2壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)與性能133
7.2.1結(jié)構(gòu)與功能133
7.2.2壓氣機(jī)性能參數(shù)134
7.3離心泵的原理與性能135
7.3.1結(jié)構(gòu)與功能135
7.3.2工作原理136
7.3.3離心栗的性能參數(shù)137
7.3.4離心泵的工作特性138
7.4渦輪的結(jié)構(gòu)與性能139
7.4.1結(jié)構(gòu)與功能139
7.4.2渦輪隱能參數(shù)140
思考題141
習(xí)題142
第8章液體火箭發(fā)動機(jī)系統(tǒng)143
8.1概述143
8.1.1基本組成143
8.1.2分類143
8.2擠壓式液體火箭發(fā)動機(jī)144
8.3泵壓式液體火箭發(fā)動機(jī)145
8.3.1組成145
8.3.2發(fā)動機(jī)循環(huán)概念.145
8.3.3主要發(fā)動機(jī)循環(huán)145
8.3.4其他循環(huán)方式148
8.4發(fā)動機(jī)平衡參數(shù)及工作過程149
思考題.150
習(xí)題151
第9章液體火箭發(fā)動機(jī)推力室152
9.1推力室的組成和功能152
9.2噴注器153
9.2.1結(jié)構(gòu)與組成153
9.2.2流量系數(shù)156
9.3燃燒室與噴管158
9.4推力室內(nèi)部工作過程160
9.4.1燃燒流動過程160
9.4.2推力室燃燒性能161
9.4.3不穩(wěn)定燃燒162
9.5推力室冷卻162
9.5.1推力室中的傳熱過程162
9.5.2常用冷卻方式163
9.5.3液體甲烷再生冷卻計算164
9.5.4液膜冷卻過程計算思路169
思考題.172
習(xí)題.172
第10章液體火箭發(fā)動機(jī)供應(yīng)系統(tǒng)174
10.1供應(yīng)系統(tǒng)的組成與工作過程174
10.1.1擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)175
10.1.2泵壓式供應(yīng)系統(tǒng)175
10.2渦輪泵178
10.2.1潤輪泵傳動布局178
10.2.2離心泵179
10.2.3禍輪180
10.2.4機(jī)泵效率181
10.3燃?xì)獍l(fā)生器與預(yù)燃室182
10.4箱及增壓系統(tǒng)182
10.5閥門183
思考題185
習(xí)題185
噴氣推進(jìn)原理基礎(chǔ)教程
第11章固體火箭發(fā)動機(jī)187
11.1固體火箭發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)187
11.1.1主要組成187
11.1.2固體火箭發(fā)動機(jī)的分類188
11.2固體推進(jìn)劑的燃燒190
11.2.1概述190
11.2.2雙基推進(jìn)劑的燃燒過程191
11.2.3復(fù)合推進(jìn)劑的燃燒過程192
11.2.4燃速193
11.3固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)彈道學(xué)199
11.3.1概述199
11.3.2內(nèi)彈道基本方程202
11.3.3平衡壓力204
11.3.4影響平衡壓力的因素204
思考題207
習(xí)題207
第12章電火箭推進(jìn).209
12.1概述209
12.2靜電推進(jìn)210
12.3電磁推進(jìn)與電熱推進(jìn)213
思考題214
習(xí)題214
第13章沖壓發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)215
13.1主要性能指標(biāo)對比215
13.1.1單位迎面推力215
13.1.2單位重量推力216
13.1.3航程參數(shù)217
13.2理想沖壓發(fā)動機(jī)的工作特性218
13.2.1速度特性218
13.2.2高度難220
13.2.3節(jié)流特性221
13.2.4氣動損失對沖壓發(fā)動機(jī)性能的影響222
思考題224
習(xí)題224
第14章超聲速進(jìn)氣道225
14.1進(jìn)氣道工作狀態(tài)225
14.1.1進(jìn)氣道設(shè)計狀態(tài)225
14.1.2進(jìn)氣道流動狀態(tài)226
14.2超聲速內(nèi)壓式進(jìn)氣道226
14.2.1設(shè)計狀態(tài)下的理想流動227
14.2.2內(nèi)壓式進(jìn)氣道的啟動227
14.2.3啟動問題的解決措施228
14.3超聲速外壓式進(jìn)氣道.231
14.3.1分類231
14.3.2外壓式進(jìn)氣道氣動原理231
14.3.3配波理論232
14.4超聲速混壓式進(jìn)氣道233
14.4.1混壓式進(jìn)氣道氣動原理233
14.4.2混壓式進(jìn)氣道的啟動234
14.4.3混壓式進(jìn)氣道節(jié)流特性235
思考題235
習(xí)題235
第15章沖壓發(fā)動機(jī)燃燒室236
15.1概述236
15.1.1燃燒室的基本組成236
15.1.2燃燒室的工作過程237
15.2燃燒室加熱規(guī)律238
15.2.1等面積加熱規(guī)律238
15.2.2等壓加熱規(guī)律246
15.2.3等馬赫數(shù)加熱規(guī)律248
思考題.249
習(xí)題249
第16章渦噴/満扇發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)250
16.1航空發(fā)動機(jī)發(fā)展簡史250
16.1.1溯源250
16.1.2航空發(fā)動機(jī)的演化250
16.2渦噴/禍扇發(fā)動機(jī)概述251
16.2.1航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的分類251
16.2.2航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的基本工作原理252
16.2.3渦噴/禍扇發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)256
16.2.4航空燃?xì)獾溳啺l(fā)動機(jī)的命名規(guī)則258
思考題259
習(xí)題259
第17章渦噴/滿扇發(fā)動機(jī)部件工作過程260
17.1壓氣機(jī)的工作原理及其特性260
17.1.1壓氣機(jī)的基本概念260
17.1.2軸流式壓氣機(jī)增壓原理261
17.1.3壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)264
17.1.4壓氣機(jī)的工作特性266
17.2渦輪的工作原理及其特性267
17.2.1禍輪的基本概念267
17.2.2禍輪的工作原理268
17.3燃燒室的工作原理及其特性271
17.3.1燃燒室的基本概念271
17.3.2燃燒室的工作過程272
17.3.3燃燒室的特性及性能參數(shù)272
17.4加力燃燒室的工作原理274
17.5尾噴管的工作原理及其特性274
17.5.1尾噴管的基本概念274
17.5.2尾噴管的工作原理275
思考題277
習(xí)題278
參考文獻(xiàn)280
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