開式轉子發動機

《開式轉子發動機》對開式轉子發動機的原理、分類及特性，總體性能和結構設計，與常規渦扇發動機不同的關鍵部件及子系統的設計，在飛機上的安裝，地面試驗，飛行試驗，以及相關的測試技術等內容進行了系統、全面的介紹。《開式轉子發動機》以第壹代開式轉子發動機驗證機的具體性能和結構為實例，並儘量補充國外新研究進展情況，來具體闡述開式轉子發動機的總體和部件設計特點，具有較強的工程實用性。

第1章 緒論

1．1 開式轉子發動機的節能潛力已經試驗驗證

1．2 原油價格上漲對民用航空發動機的影響

1．3 全球氣候變暖對民用航空發動機的影響

1．4 開式轉子發動機發展的新機遇

1．5 開式轉子發動機面臨的重大挑戰

1．5．1 噪聲

1．5．2 葉片包容性適航取證要求

1．5．3 與飛機機體的一體化

1．5．4 可達性和維修性

第2章 開式轉子與渦槳、渦扇發動機的熱力學分析比較

2．1 工作原理比較

2．2 熱力循環及熱效率的比較

2．3 推進效率比較

2．3．1 提高推進效率的措施

2．3．2 低速飛行時渦槳發動機的推進效率高

2．3．3 渦扇發動機提高推進效率的限制因素

2．3．4 開式轉子發動機能達到較高的推進效率

2．3．5 理想推進效率及安裝推進效率的比較

2．4 開式轉子與渦扇發動機的性能對比分析

2．4．1 假設2020年開始投入航線的對比分析

2．4．2 假設2030年開始投入航線的對比分析

2．5 飛行速度比較

第3章 開式轉子發動機的分類

3．1 按槳扇排數分類

3．1．1 單排旋轉開式轉子發動機

3．1．2 雙排對轉開式轉子發動機

3．1．3 帶整流葉片的單排旋轉開式轉子發動機

3．2 按槳扇位置分類

3．2．1 牽拉式開式轉子發動機

3．2．2 推進式開式轉子發動機

3．3 按槳扇驅動方式分類

3．3．1 齒輪傳動類開式轉子發動機

3．3．2 直接驅動類開式轉子發動機

3．4 按有無涵道分類

第4章 開式轉子發動機的熱力學性能設計

4．1 開式轉子發動機主要構件簡介

4．1．1 燃氣發生器（核心機）

4．1．2 推進器（或稱槳扇）

4．1．3 槳扇渦輪及傳動裝置

4．2 基本性能參數

4．2．1 槳扇渦輪的軸功率pT，pf

4．2．2 槳扇功率Ppf

4．2．3 槳扇的推進功率Ppf，p

4．2．4 槳扇的推力Fpf

4．2．5 噴氣推力FNZ

4．2．6 總的推力F和總的推進功率Pp

4．2．7 當量功率Peq

4．2．8 單位當量功率PS，eq

4．2．9 單位槳扇功率PS，pf

4．2．1 0單位推力FS

4．2．1 1有效功率Pe

4．2．1 2有效耗油率（sfc）e

4．2．1 3當量耗油率（sfc）eq

4．2．1 4開式轉子發動機的熱效率鐃

4．2．1 5推進效率鏿

4．2．1 6總效率

4．3 自由能的最佳分配

4．4 工作過程參數選擇

4．5 直接驅動和齒輪驅動開式轉子發動機的參數對比

4．5．1 對轉渦輪參數的估算

4．5．2 槳扇參數的評估

4．5．3 單位燃油消耗率的比較

4．6 控制規律的選取

4．6．1 開式轉子發動機控制的特點

4．6．2 發動機的控制規律

4．6．3 限制性控制規律

4．6．4 槳葉角度的控制規律

4．6．5 反推力控制規律

4．7 開式轉子發動機的性能計算

4．7．1 設計點選取

4．7．2 氣體熱力學性質求解模型

4．7．3 部件特性

4．7．4 發動機設計點的熱力學性能計算

4．7．5 非設計點穩態性能計算

4．7．6 非設計點瞬態性能計算

4．8 發動機工作特性

4．8．1 節流特性

4．8．2 高度-速度特性

4．8．3 氣候特性

4．8．4 反推力工作特性

第5章 開式轉子發動機的總體結構設計

5．1 總體結構佈局

5．1．1 轉子數目和壓縮系統類型

5．1．2 牽拉式或推進式

5．1．3 齒輪驅動或無齒輪驅動

5．1．4 對轉或單轉

5．1．5 翼吊或尾吊

5．2 總體結構設計

5．2．1 牽拉式齒輪驅動開式轉子發動機

5．2．2 推進式齒輪驅動開式轉子發動機

5．2．3 推進式直接驅動開式轉子發動機

5．3 燃氣發生器

5．4 總體結構設計的幾個具體技術問題

5．4．1 轉子軸向力

5．4．2 徑向間隙設計

5．4．3 重量

第6章 關鍵部件技術之一——對轉槳扇

6．1 對轉槳扇的氣動設計

6．1．1 風扇前流路及外形的選擇

6．1．2 氣動設計過程

6．1．3 利用縮尺模型試驗進行全尺寸設計驗證

6．1．4 性能特性圖

6．1．5 SR-3設計對比

6．1．6 三維數值模擬分析最新進展

6．2 槳葉的結構與製造

6．2．1 槳葉結構設計

6．2．2 變槳距裝置

6．2．3 防冰系統

6．2．4 槳葉的製造

6．3 槳葉的強度分析

6．3．1 有限元模型

6．3．2 穩態分析

6．3．3 振動分析

6．3．4 鳥撞

6．4 氣動彈性穩定性分析

6．4．1 槳葉顫振的基本特徵

6．4．2 槳葉顫振分析和預測方法

6．4．3 槳葉氣動彈性設計程序

6．3．4 飛行包線內穩定性評估

6．5 槳扇聲學設計

6．5．1 氣動聲學主流理論方法發展歷程

6．5．2 傳統渦扇發動機聲學設計方法

6．5．3 槳扇聲學設計的最新進展

6．5．4 小結

第7章 關鍵部件技術之二——對轉雙輸出軸減速齒輪箱

7．1 設計要求

7．1．1 原則性的設計目標

7．1．2 具體設計要求

7．2 結構研究

7．3 部件技術選擇

7．3．1 齒輪類型選擇

7．3．2 軸承類型選擇

7．3．3 齒輪和行星軸承材料選擇

7．4 艾利遜公司齒輪箱詳細設計

7．4．1 齒輪裝置

7．4．2 行星架

7．4．3 軸系和花鍵

7．4．4 軸承

7．4．5 齒輪箱殼體

7．4．6 潤滑系統

7．4．7 密封

7．4．8 材料

7．4．9 重量

7．4．1 0先進的設計技術

7．5 普惠公司齒輪箱詳細設計

7．5．1 齒輪裝置

7．5．2 軸承

7．5．3 軸和殼體設計

7．5．4 潤滑和回油

7．5．5 重量和材料總結

7．5．6 先進技術

7．6 對兩種齒輪箱的選擇和評估

……

第8章 關鍵部件技術之三——對轉多級動力渦輪

第9章 關鍵部件技術之四——主要系統

第10章 開式轉子發動機與飛機的安裝一體化設計

第11章 開式轉子發動機試驗技術

參考文獻

嚴成忠，男，1939年生，1961年畢業於南京航空航天大學，1980—1982年英國克蘭菲爾德大學訪問學者。研究員級高級工程師，中航工業首席技術專家。歷任瀋陽發動機設計研究所副所長、總設計師、科技委主任；曾兼任北京航空航天大學，南京航空航天大學、西北工業大學、瀋陽航空航天大學等兼職教授；歷任《航空動力學報》副主編、《航空發動機》主編、上海交通大學出版社《航空發動機系列叢書》副主編。他主持研製成功我國第壹種自行設計的航空發動機——”崑崙”發動機，還主持研製出QD128燃氣輪機。他的“帶任意調節系統的任意類型渦輪發動機穩／瞬態性能數字仿真技術”的研究，被國外專家視為20世紀80年代初國際先進水平，得到了廣泛應用。曾獲國家科學與技術進步獎二等獎、何梁何利科學與技術進步獎、國防科學技術獎一等獎、中國航空學會科學技術獎一等獎、首屆馮如航空科技精英獎等，並獲得全國五一勞動獎章。