現代飛行器推進原理與進展

《現代飛行器推進原理與進展》是2013年8月1日出版的圖書，作者是陳軍、王棟、封鋒。

基本介紹

• 書名：現代飛行器推進原理與進展
• 作者：陳軍、王棟、封鋒
• ISBN：9787302330615
• 定價：45元
• 出版時間：2013年8月1日
• 裝幀：平裝
• 印次：1-1

圖書簡介

本書講述了現代飛行器常用推進裝置（以噴氣推進裝置為主）的工作原理和最新研究成果。全書共分11章，內容包括緒論、噴管和進氣道、發動機的主要性能、航空發動機、固體火箭發動機、液體火箭發動機、固液混合火箭發動機、凝膠/膏體火箭發動機、衝壓發動機、發動機內彈道理論以及發動機的熱力性能預估。本書除探討各種推進裝置的特點和最新發展之外，還重點分析了噴氣發動機的共性理論，包括噴管、進氣道、內彈道和熱力性能等。

本書可作為高等院校高年級本科生的選修教材和火箭棵判希技術相關專業的研究生教材，也可供從事飛行器推進領域的科技人員及飛行器愛好者參考。

目錄

第1章緒論1

1.1現代飛行器1

1.1.1航空器1

1.1.2太空飛行器5

1.1.3火箭飛彈7

1.1.4常規彈藥11

1.2現代推進裝置的分類、結構和原理葛拔己11

1.2.1火箭發動機12

1.2.2吸氣式發動機14

1.2.3複合推進裝置16

1.3現代推進裝置的發展歷史17

1.3.1火箭請潤乘發動機的發展歷史17

1.3.2航空發動機的發展歷史19

參考文獻28

第2章噴管和進氣道30

2.1現代推進裝置的噴管類型30

2.1.1噴管按噴出氣體是否達到超聲速分類30

2.1.2噴管按超聲速噴管內型面分類31

2.1.3噴管按在飛行器上的套用分類32

2.1.4噴管按推力偏心特性分類32

2.2變截面流動理論33

2.2.1變截面一維定常等熵流動的控制方程33

2.2.2截面積變化對流動參數的影響34

2.2.3先收斂後擴張的管道——拉瓦爾噴管36

2.3噴管流動特性36

2.3.1噴管流動的極限狀態——壅塞37

2.3.2外界反壓對拉瓦爾噴管流動的影響——力學條件38

2.3.3拉瓦爾噴管中的流動損失40

2.4推進性能42

2.4.1速度係數與噴管擴張比的關係42

2.4.2膨脹比和噴管出口壓強43

2.4.3流速和排氣速度44

2.4.4質量流率45

2.4.5正激波在噴管內的記茅夜位置46

2.5現代雄照棕付推進裝置的進氣道48

2.5.1進氣道的作用與性能48

2.5.2進氣道分類49

2.5.3亞聲速進氣道50

2.5.4超聲速進氣道51

2.5.5可調進氣道53

參考文獻54

第3章催海發動機的主要性能55

3.1推力55

3.1.1推力的基本公式55

3.1.2推力的節流特性、速度特性和高度特性58

3.1.3真空推力和最佳推力59

3.2推重比、再舉臘漏總沖、比沖、單位推力和推力係數60

3.2.1推重比60

3.2.2單位迎面推力61

3.2.3總沖與比沖61

3.2.4單位推力61

3.2.5推力係數61

3.3功重比、耗油率、可靠性和壽命62

3.3.1功率與功重比62

3.3.2效率62

3.3.3耗油率65

3.3.4增壓比和渦輪前溫度66

3.3.5可靠性和壽命67

3.4噴氣發動機燃燒室的流動性能67

3.4.1一維定常加質加熱流動控制方程68

3.4.2一維定常加質加熱流動參數的變化69

3.4.3平均溫度和平均壓強71

3.4.4一維定常兩相流動的通用控制方程72

參考文獻74

第4章航空發動機75

4.1活塞式航空發動機75

4.1.1活塞式航空發動機的構造與作用75

4.1.2活塞式航空發動機的發展歷史與性能77

4.1.3活塞式航空發動機的套用特點78

4.2渦輪噴氣發動機79

4.2.1渦輪噴氣發動機的構造與作用79

4.2.2渦輪噴氣發動機的發展歷史與性能84

4.2.3渦輪噴氣發動機的套用特點85

4.3渦輪螺旋槳發動機85

4.3.1渦輪螺旋槳發動機的構造與作用86

4.3.2渦輪螺旋槳發動機的發展歷史與性能86

4.3.3渦輪螺旋槳發動機的套用特點87

4.4渦輪風扇發動機87

4.4.1渦輪風扇發動機的構造與作用87

4.4.2渦輪風扇發動機的發展歷史與性能89

4.4.3渦輪風扇發動機的套用特點90

4.5渦輪槳扇發動機90

4.5.1渦輪槳扇發動機的構造與作用90

4.5.2渦輪槳扇發動機的發展歷史與性能91

4.5.3渦輪槳扇發動機的套用特點91

4.6渦輪軸發動機92

4.6.1渦輪軸發動機的構造與作用92

4.6.2渦輪軸發動機的發展歷史與性能93

4.6.3渦輪軸發動機的套用特點93

4.7垂直/短距起降發動機94

4.7.1垂直/短距起降發動機的構造與作用94

4.7.2垂直/短距起降發動機的發展歷史與性能95

4.7.3垂直/短距起降發動機的套用特點97

參考文獻98

第5章固體火箭發動機99

5.1固體火箭發動機概述99

5.1.1固體火箭發動機的類型與優缺點99

5.1.2固體火箭發動機的構造與作用100

5.1.3固體火箭發動機的工作過程102

5.2固體推進劑及其燃燒103

5.2.1固體推進劑和裝藥103

5.2.2固體推進劑的燃燒105

5.2.3固體推進劑的燃燒速度111

5.3固體火箭發動機燃燒室內的燃氣流動116

5.3.1一維定常絕熱加質流動的控制方程116

5.3.2固體火箭發動機燃燒室內流動參數的變化規律117

5.3.3固體火箭發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強120

5.4固體火箭發動機的內彈道性能121

5.4.1固體火箭發動機內彈道曲線的一般特徵121

5.4.2固體推進劑裝藥的燃燒過程123

5.4.3特殊發動機的內彈道特徵128

5.4.4固體火箭發動機的內彈道參數130

5.4.5固體火箭發動機兩相內彈道和一維內彈道特徵131

5.5固體火箭發動機的熱力性能132

5.5.1固體火箭發動機熱力性能的預估公式132

5.5.2固體火箭發動機的熱力性能132

5.6固體火箭發動機的反常燃燒136

5.6.1反常燃燒的基本知識136

5.6.2固體火箭發動機中的聲振阻尼因素138

5.6.3抑制聲不穩定燃燒的經驗措施139

5.6.4固體火箭發動機的不完全燃燒141

5.6.5固體火箭發動機不穩定燃燒的辨識142

參考文獻145

第6章液體火箭發動機148

6.1液體火箭發動機概述148

6.1.1液體火箭發動機的類型與優缺點148

6.1.2液體推進劑149

6.2液體火箭發動機的結構原理151

6.2.1液體火箭發動機的推進劑輸送系統151

6.2.2液體火箭發動機的貯箱153

6.2.3液體火箭發動機的推力室154

6.2.4液體火箭發動機的噴注系統157

6.2.5液體火箭發動機的燃燒過程158

6.3液體火箭發動機的工作性能159

6.3.1液體火箭發動機的推力159

6.3.2液體火箭發動機的噴嘴尺寸159

6.3.3液體火箭發動機的噴射速度和噴嘴夾角161

6.3.4液體火箭發動機的混合比161

6.4液體火箭發動機燃燒室內的燃氣流動與內彈道性能163

6.4.1液體火箭發動機燃燒室內的燃氣流動參數變化163

6.4.2液體火箭發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強164

6.4.3液體火箭發動機的內彈道特徵165

6.5液體火箭發動機的熱力性能167

參考文獻169

第7章固液混合火箭發動機171

7.1固液混合火箭發動機的結構原理171

7.1.1推進劑171

7.1.2固液混合火箭發動機的結構原理172

7.2固液混合火箭發動機的工作性能173

7.2.1固液混合火箭發動機中固體燃料的燃燒速度173

7.2.2固液混合火箭發動機的推力設計174

7.2.3固液混合火箭發動機中氧化劑與燃料流量的匹配174

7.2.4混合發動機的燃燒不穩定性175

7.3固液混合火箭發動機的燃燒室流動與內彈道性能177

7.3.1固液混合火箭發動機燃燒室內的燃氣流動參數變化177

7.3.2固液混合火箭發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強178

7.3.3固液混合火箭發動機的內彈道特徵178

7.4固液混合火箭發動機的熱力性能180

參考文獻182

第8章凝膠/膏體火箭發動機183

8.1凝膠/膏體推進劑183

8.1.1凝膠/膏體推進劑的分類與組成183

8.1.2凝膠/膏體推進劑的優缺點184

8.1.3凝膠/膏體推進劑的發展歷史185

8.1.4不同凝膠/膏體推進劑的特點186

8.1.5凝膠/膏體推進劑的燃燒機理188

8.2凝膠/膏體火箭發動機的套用與結構原理189

8.2.1凝膠/膏體火箭發動機的套用領域189

8.2.2凝膠/膏體火箭發動機的結構原理190

8.3凝膠/膏體火箭發動機的熱力性能193

參考文獻195

第9章衝壓發動機197

9.1衝壓發動機概述197

9.1.1衝壓發動機的發展歷史197

9.1.2衝壓發動機的性能特點199

9.2固體火箭衝壓發動機199

9.2.1固體火箭衝壓發動機的流動性能200

9.2.2固體火箭衝壓發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強201

9.2.3固體火箭衝壓發動機的內彈道特徵202

9.3固體燃料衝壓發動機202

9.3.1固體燃料衝壓發動機的流動性能203

9.3.2固體燃料衝壓發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強206

9.3.3固體燃料衝壓發動機的內彈道特徵206

9.4衝壓發動機進氣道設計理論206

9.4.1單錐超聲速進氣道設計理論207

9.4.2雙錐超聲速進氣道設計理論208

9.5衝壓發動機的熱力性能210

參考文獻212

第10章發動機內彈道理論214

10.1零維內彈道理論基礎214

10.1.1零維內彈道方程214

10.1.2燃燒壓強的平衡狀態215

10.1.3內彈道計算217

10.1.4零維兩相內彈道219

10.2噴氣發動機的內彈道221

10.2.1固體火箭發動機內彈道221

10.2.2液體火箭發動機內彈道223

10.2.3固液混合火箭發動機內彈道225

10.2.4火箭衝壓發動機內彈道227

10.2.5固體燃料衝壓發動機內彈道229

10.3一維內彈道理論229

10.3.1純氣相一維內彈道229

10.3.2一維兩相內彈道231

參考文獻232

第11章發動機的熱力性能預估233

11.1最小自由能熱力計算模型233

11.1.1質量守恆方程233

11.1.2吉布斯自由能判據方程233

11.1.3熱力計算方程組234

11.2平衡流動的熱力參數計算236

11.3熱力參數計算的數值方法239

11.4發動機的熱力計算過程246

11.4.1反應物系統的假定化學式246

11.4.2反應物系統的化學能247

11.4.3最小自由能熱力計算舉例248

參考文獻252

3.2.1推重比60

3.2.2單位迎面推力61

3.2.3總沖與比沖61

3.2.4單位推力61

3.2.5推力係數61

3.3功重比、耗油率、可靠性和壽命62

3.3.1功率與功重比62

3.3.2效率62

3.3.3耗油率65

3.3.4增壓比和渦輪前溫度66

3.3.5可靠性和壽命67

3.4噴氣發動機燃燒室的流動性能67

3.4.1一維定常加質加熱流動控制方程68

3.4.2一維定常加質加熱流動參數的變化69

3.4.3平均溫度和平均壓強71

3.4.4一維定常兩相流動的通用控制方程72

參考文獻74

第4章航空發動機75

4.1活塞式航空發動機75

4.1.1活塞式航空發動機的構造與作用75

4.1.2活塞式航空發動機的發展歷史與性能77

4.1.3活塞式航空發動機的套用特點78

4.2渦輪噴氣發動機79

4.2.1渦輪噴氣發動機的構造與作用79

4.2.2渦輪噴氣發動機的發展歷史與性能84

4.2.3渦輪噴氣發動機的套用特點85

4.3渦輪螺旋槳發動機85

4.3.1渦輪螺旋槳發動機的構造與作用86

4.3.2渦輪螺旋槳發動機的發展歷史與性能86

4.3.3渦輪螺旋槳發動機的套用特點87

4.4渦輪風扇發動機87

4.4.1渦輪風扇發動機的構造與作用87

4.4.2渦輪風扇發動機的發展歷史與性能89

4.4.3渦輪風扇發動機的套用特點90

4.5渦輪槳扇發動機90

4.5.1渦輪槳扇發動機的構造與作用90

4.5.2渦輪槳扇發動機的發展歷史與性能91

4.5.3渦輪槳扇發動機的套用特點91

4.6渦輪軸發動機92

4.6.1渦輪軸發動機的構造與作用92

4.6.2渦輪軸發動機的發展歷史與性能93

4.6.3渦輪軸發動機的套用特點93

4.7垂直/短距起降發動機94

4.7.1垂直/短距起降發動機的構造與作用94

4.7.2垂直/短距起降發動機的發展歷史與性能95

4.7.3垂直/短距起降發動機的套用特點97

參考文獻98

第5章固體火箭發動機99

5.1固體火箭發動機概述99

5.1.1固體火箭發動機的類型與優缺點99

5.1.2固體火箭發動機的構造與作用100

5.1.3固體火箭發動機的工作過程102

5.2固體推進劑及其燃燒103

5.2.1固體推進劑和裝藥103

5.2.2固體推進劑的燃燒105

5.2.3固體推進劑的燃燒速度111

5.3固體火箭發動機燃燒室內的燃氣流動116

5.3.1一維定常絕熱加質流動的控制方程116

5.3.2固體火箭發動機燃燒室內流動參數的變化規律117

5.3.3固體火箭發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強120

5.4固體火箭發動機的內彈道性能121

5.4.1固體火箭發動機內彈道曲線的一般特徵121

5.4.2固體推進劑裝藥的燃燒過程123

5.4.3特殊發動機的內彈道特徵128

5.4.4固體火箭發動機的內彈道參數130

5.4.5固體火箭發動機兩相內彈道和一維內彈道特徵131

5.5固體火箭發動機的熱力性能132

5.5.1固體火箭發動機熱力性能的預估公式132

5.5.2固體火箭發動機的熱力性能132

5.6固體火箭發動機的反常燃燒136

5.6.1反常燃燒的基本知識136

5.6.2固體火箭發動機中的聲振阻尼因素138

5.6.3抑制聲不穩定燃燒的經驗措施139

5.6.4固體火箭發動機的不完全燃燒141

5.6.5固體火箭發動機不穩定燃燒的辨識142

參考文獻145

第6章液體火箭發動機148

6.1液體火箭發動機概述148

6.1.1液體火箭發動機的類型與優缺點148

6.1.2液體推進劑149

6.2液體火箭發動機的結構原理151

6.2.1液體火箭發動機的推進劑輸送系統151

6.2.2液體火箭發動機的貯箱153

6.2.3液體火箭發動機的推力室154

6.2.4液體火箭發動機的噴注系統157

6.2.5液體火箭發動機的燃燒過程158

6.3液體火箭發動機的工作性能159

6.3.1液體火箭發動機的推力159

6.3.2液體火箭發動機的噴嘴尺寸159

6.3.3液體火箭發動機的噴射速度和噴嘴夾角161

6.3.4液體火箭發動機的混合比161

6.4液體火箭發動機燃燒室內的燃氣流動與內彈道性能163

6.4.1液體火箭發動機燃燒室內的燃氣流動參數變化163

6.4.2液體火箭發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強164

6.4.3液體火箭發動機的內彈道特徵165

6.5液體火箭發動機的熱力性能167

參考文獻169

第7章固液混合火箭發動機171

7.1固液混合火箭發動機的結構原理171

7.1.1推進劑171

7.1.2固液混合火箭發動機的結構原理172

7.2固液混合火箭發動機的工作性能173

7.2.1固液混合火箭發動機中固體燃料的燃燒速度173

7.2.2固液混合火箭發動機的推力設計174

7.2.3固液混合火箭發動機中氧化劑與燃料流量的匹配174

7.2.4混合發動機的燃燒不穩定性175

7.3固液混合火箭發動機的燃燒室流動與內彈道性能177

7.3.1固液混合火箭發動機燃燒室內的燃氣流動參數變化177

7.3.2固液混合火箭發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強178

7.3.3固液混合火箭發動機的內彈道特徵178

7.4固液混合火箭發動機的熱力性能180

參考文獻182

第8章凝膠/膏體火箭發動機183

8.1凝膠/膏體推進劑183

8.1.1凝膠/膏體推進劑的分類與組成183

8.1.2凝膠/膏體推進劑的優缺點184

8.1.3凝膠/膏體推進劑的發展歷史185

8.1.4不同凝膠/膏體推進劑的特點186

8.1.5凝膠/膏體推進劑的燃燒機理188

8.2凝膠/膏體火箭發動機的套用與結構原理189

8.2.1凝膠/膏體火箭發動機的套用領域189

8.2.2凝膠/膏體火箭發動機的結構原理190

8.3凝膠/膏體火箭發動機的熱力性能193

參考文獻195

第9章衝壓發動機197

9.1衝壓發動機概述197

9.1.1衝壓發動機的發展歷史197

9.1.2衝壓發動機的性能特點199

9.2固體火箭衝壓發動機199

9.2.1固體火箭衝壓發動機的流動性能200

9.2.2固體火箭衝壓發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強201

9.2.3固體火箭衝壓發動機的內彈道特徵202

9.3固體燃料衝壓發動機202

9.3.1固體燃料衝壓發動機的流動性能203

9.3.2固體燃料衝壓發動機燃燒室內的平均溫度和平均壓強206

9.3.3固體燃料衝壓發動機的內彈道特徵206

9.4衝壓發動機進氣道設計理論206

9.4.1單錐超聲速進氣道設計理論207

9.4.2雙錐超聲速進氣道設計理論208

9.5衝壓發動機的熱力性能210

參考文獻212

第10章發動機內彈道理論214

10.1零維內彈道理論基礎214

10.1.1零維內彈道方程214

10.1.2燃燒壓強的平衡狀態215

10.1.3內彈道計算217

10.1.4零維兩相內彈道219

10.2噴氣發動機的內彈道221

10.2.1固體火箭發動機內彈道221

10.2.2液體火箭發動機內彈道223

10.2.3固液混合火箭發動機內彈道225

10.2.4火箭衝壓發動機內彈道227

10.2.5固體燃料衝壓發動機內彈道229

10.3一維內彈道理論229

10.3.1純氣相一維內彈道229

10.3.2一維兩相內彈道231

參考文獻232

第11章發動機的熱力性能預估233

11.1最小自由能熱力計算模型233

11.1.1質量守恆方程233

11.1.2吉布斯自由能判據方程233

11.1.3熱力計算方程組234

11.2平衡流動的熱力參數計算236

11.3熱力參數計算的數值方法239

11.4發動機的熱力計算過程246

11.4.1反應物系統的假定化學式246

11.4.2反應物系統的化學能247

11.4.3最小自由能熱力計算舉例248

參考文獻252