《民用渦扇發(fā)動機系統》本書詳細介紹了現代民用航空發(fā)動機的空氣系統、潤滑系統、燃油系統、起動與點火系統、控制系統、反推系統、防冰系統、動力裝置、飛機與發(fā)動機接口等方面的內容, 介紹了不同飛機發(fā)動機制造商采用的相關發(fā)動機系統實例, 對于完整地、準確地理解渦輪風扇發(fā)動機的工作原理, 以及發(fā)動機各個附件系統的功能和機理很有幫助。本書結構簡單, 表達通俗易懂, 結合大量實物圖片對發(fā)動機相關系統進行了詳細講解。
本書不僅對于從事飛機發(fā)動機總體設計、機械系統、控制系統、短艙系統等專業(yè)的工程師具有一定的指導和借鑒作用, 也可以作為燃氣渦輪發(fā)動機專業(yè)入門人士、航空公司機械師、飛行員, 以及高等航空工程院校本科生和研究生的參考教材。
市面上有很多關于渦輪發(fā)動機功能方面的教材,這些書籍多半描述發(fā)動機主要部件的運作及其熱力與推力的產生原理等。雖然各種不同深淺的書籍都有,然而對于一個渦輪發(fā)動機初學者所迫切需要知道的系統運作卻付諸闕如。
有鑒于此,我遂萌生了撰寫一本從系統角度來看渦輪發(fā)動機的書,以彌補此缺憾。依據我長期從事航空發(fā)動機教學的經驗看來,要想全面了解發(fā)動機各系統的功能,不可把發(fā)動機系統從飛機的系統中提取出來單獨討論。因為,現代渦輪發(fā)動機的系統已與飛機系統完全融為一體,必須展現飛發(fā)之間的千絲萬縷的關系,在這方面,我付出了很大努力,希望提供一系列的相關信息,使讀者更好地了解這些功能。在編寫本書的過程中,我得到了許多領域專家的指導和幫助,經過反復推敲整理,才使本書不斷趨于完善。
第1章 引言…(1)
1.1 發(fā)動機系統概述…(1)
1.1.1 發(fā)動機系統分類…(2)
1.1.2 發(fā)動機系統需求…(4)
1.2 數字化飛機系統…(6)
1.2.1 概述…(6)
1.2.2 聯合航空電子體系結構…(7)
1.2.3 集成模塊化航空電子…(8)
1.3 飛機/發(fā)動機接口…(9)
1.3.1 結構接口…(9)
1.3.2 系統接口…(9)
1.4 熱管理…(10)
1.4.1 發(fā)動機零件的熱管理…(10)
1.4.2 燃油和滑油的熱管理…(10)
1.5 發(fā)動機實例…(11)
1.6 定義和術語…(12)
1.6.1 流道截面…(12)
1.6.2 壓比…(13)
1.6.3 轉速命名…(14)
1.6.4 換算參數…(14)
1.6.5 機匣位置的命名…(14)
第2章 發(fā)動機空氣系統…(16)
2.1 內部空氣系統…(16)
2.1.1 部件冷卻和封嚴…(16)
2.1.2 壓力平衡…(19)
2.1.3 軸承腔加壓…(19)
2.2 外部空氣系統…(20)
2.2.1 冷卻和通風系統…(20)
2.2.2 主動間隙控制系統…(22)
2.2.3 壓氣機控制系統…(27)
第3章 發(fā)動機潤滑系統…(34)
3.1 概述…(34)
3.1.1 發(fā)動機滑油特性…(34)
3.1.2 系統設計和部件…(35)
3.2 潤滑區(qū)域…(37)
3.3 系統部件…(38)
3.3.1 滑油箱…(38)
3.3.2 滑油泵和油濾…(39)
3.3.3 滑油冷卻…(40)
3.3.4 通風系統部件…(41)
3.4 潤滑系統的指示和監(jiān)視…(42)
3.4.1 運行數據的指示…(42)
3.4.2 指示系統傳感器…(43)
3.4.3 數據處理和系統監(jiān)測…(43)
3.4.4 碎屑監(jiān)測…(44)
第4章 發(fā)動機燃油分配系統…(46)
4.1 概述…(46)
4.1.1 燃油性質…(46)
4.1.2 發(fā)動機的燃油供給…(47)
4.2 發(fā)動機上的燃油分配系統…(48)
4.2.1 系統設計和部件…(48)
4.2.2 工作原理…(49)
4.3 燃油與滑油熱管理…(53)
4.3.1 滑油散熱器和燃油溫度…(53)
4.3.2 CFM56-7B的滑油冷卻系統…(54)
4.3.3 CFM56-5A/5B/5C的滑油冷卻系統…(54)
4.3.4 PW4000的滑油冷卻系統…(55)
4.3.5 V2500-A5的滑油冷卻系統…(56)
第5章 發(fā)動機和燃油控制系統…(59)
5.1 發(fā)動機和燃油控制系統的主要任務…(59)
5.2 轉速和推力控制…(59)
5.2.1 轉軸轉速控制…(59)
5.2.2 推力控制…(60)
5.2.3 發(fā)動機推力等級…(63)
5.3 液壓機械控制系統…(65)
5.3.1 CFM56-3發(fā)動機的控制系統…(65)
5.3.2 CF6-80C2(PMC型)的控制系統…(67)
5.4 FADEC系統…(69)
5.4.1 系統設計…(69)
5.4.2 發(fā)動機電子控制器(EEC)…(70)
5.4.3 傳感器…(76)
5.4.4 飛機/發(fā)動機接口…(77)
5.4.5 發(fā)動機FADEC系統實例…(78)
5.4.6 FADEC系統設計的未來趨勢…(84)
第6章 機組/發(fā)動機接口…(85)
6.1 發(fā)動機指示系統…(85)
6.1.1 指示的發(fā)動機參數…(85)
6.1.2 電子儀表系統上的發(fā)動機指示…(87)
6.1.3 經典儀表系統中的發(fā)動機指示…(92)
6.2 發(fā)動機控制…(95)
6.2.1 高壓燃油關斷控制系統…(95)
6.2.2 機械式推力桿系統…(98)
6.2.3 電氣式推力桿系統…(100)
6.2.4 控制開關…(101)
6.2.5 自動飛行時的推力控制…(103)
第7章 起動和點火…(107)
7.1 起動系統…(107)
7.1.1 概述…(107)
7.1.2 起動系統部件…(108)
7.2 點火系統…(110)
7.2.1 概述…(110)
7.2.2 點火系統部件…(111)
7.3 駕駛艙控制和指示…(114)
7.3.1 CFM56-3的起動系統和點火系統…(114)
7.3.2 CFM56-7B的起動系統和點火系統…(115)
7.3.3 V2500-A5的起動系統和點火系統…(117)
第8章 反推系統…(119)
8.1 反推力裝置的運行…(119)
8.1.1 基本原理…(119)
8.1.2 反向器的運行…(120)
8.2 反推力裝置的類型…(120)
8.2.1 氣流偏轉系統…(120)
8.2.2 作動系統…(122)
8.2.3 反向器控制系統…(123)
8.3 反向器結構…(123)
8.3.1 固定結構…(123)
8.3.2 可移動結構和作動系統部件…(124)
8.4 反向器控制系統…(125)
8.4.1 波音737-600飛機控制系統…(125)
8.4.2 A320的控制系統…(127)
第9章 發(fā)動機防冰系統…(129)
9.1 發(fā)動機部件的冰生成…(129)
9.2 進氣道防冰系統…(129)
9.2.1 概述…(129)
9.2.2 引氣防冰系統的組件…(129)
9.3 帽罩防冰…(131)
第10章 動力裝置…(133)
10.1 短艙…(133)
10.2 發(fā)動機本體…(134)
10.3 動力裝置的組裝…(134)
10.3.1 發(fā)動機安裝節(jié)…(135)
10.3.2 進氣道防冰系統…(137)
10.3.3 發(fā)電系統…(137)
10.3.4 引氣系統…(137)
10.3.5 液壓系統…(139)
10.3.6 燃油供給系統…(140)
10.3.7 火災探測和滅火系統…(140)
10.3.8 機械式發(fā)動機控制系統…(142)
10.3.9 傳感器和線束…(142)
10.3.10 發(fā)動機排液…(142)
附錄A 數字化飛機系統中的數據傳輸…(144)
A.1 串行端口…(144)
A.2 數據總線…(145)
A.2.1 ARINC429…(145)
A.2.2 ARINC629…(146)
4民用渦扇發(fā)動機系統
A.2.3 AFDX…(147)
附錄B 執(zhí)行機構位置的伺服閥控制…(149)
B.1 概述…(149)
B.2 帶有溢流閥的伺服閥…(149)
B.3 帶有燃油噴嘴的伺服閥…(150)
B.4 帶有導向閥的伺服閥…(151)
B.5 失效安全的執(zhí)行機構定位…(152)
附錄C 發(fā)動機起動失敗…(153)
C.1 發(fā)動機起動失敗的類型…(153)
C.1.1 熱起動…(153)
C.1.2 濕起動…(154)
C.1.3 懸掛起動…(155)
C.1.4 起動失速…(156)
C.2 由FADEC系統檢測到的其他異常起動情況…(156)
術語表…(158)