课程编号

02103890

开课学院

能源与动力学院

开课系

内流与叶轮机械系

课程名称

中 文

航空发动机原理

课程类别

必修课

英 文

The Principle of Aeroengine

课程学时

总学时

理论教学

实验教学

上  机

课程设计

42

38

4

0

1.有   2. 无√

课程简介：

《航空发动机原理》课程是飞行器动力工程专业（大三下学期）的专业必修课，该课程从气动总体上原理性介绍如何实现航空发动机从无到有、如何调节航空发动机部件匹配及使用性能，是飞行器动力工程专业的核心课程。课程安排上前承叶轮机原理/燃烧室原理课程、后接航空发动机总体设计课程，为航空发动机的工程设计实践提供理论支撑。

学生通过本课程学习，实现以下培养目标：

在理论上，掌握航空发动机推力产生机制、部件共同工作原理、发动机使用特性等基本知识点，并能将这些原理性知识点推广应用到不同类型的航空发动机总体设计及性能分析中。

在能力上，获得将已有理论应用于工程问题的创新能力，具备将复杂工程问题进行分解、提炼、建模并确定关键参数和环节的能力。

在技能上，掌握文献资料查询、分析的方法，具备航空发动机总体性能计算程序编制、大数据分析的技能。

在思想上，了解我国航空发动机的研制历史和对国防事业的重要作用，学习航空发动机行业模范和先进事迹，培养爱国主义和航空报国情怀。

前修课程、能力和知识结构要求：

前修课程：航空叶轮机原理、工程热力学、流体力学、高等数学等

能力和知识结构要求：能利用航空叶轮机原理中的知识点分析压气机失速原因、压气机特性线特征等；利用工程热力学分析发动机整机热力学循环过程及特征等；利用流体力学知识分析发动机中的损失来源等；利用高等数学等基础知识分析发动机部件的共同工作方程等。

课程结构说明：

课程以理论授课为主，通过雨课堂随堂测试、课外小作业、大作业的形式巩固课堂教学知识，同时结合微型燃气涡轮发动机试验，使学生进一步提高对航空发动机工作原理的认识和理解。

课程的知识结构按照教材目录展开，第一部分主要讲解不带加力的单轴涡喷发动机，包含第1-第6章，第二部分讲解其他类型发动机，包括第7-第11章。第一部分为核心讲解部分，包括发动机总体性能参数定义（第1章）、发动机总体性能参数计算（第3-4章）、发起动机的使用性能（第5-6章）；第二部分为扩展讲解部分，是将第一部分知识点的扩展及进一步应用，故仅对其中出现的新概念、新特点进行核心讲解，其余部分扩充简单讲解或自学。

用*标注的为核心、必讲知识点，是发动机原理的基础核心知识；用Δ标注的知识点是其他专业课程中有涉及的知识点，或者是将核心知识点进行扩展应用，以促进学生灵活应用知识点、举一反三的能力。

第1章  绪论                         4学时

1.概述Δ

2.涡轮喷气发动机的工作原理 *

3.涡轮喷气发动机的推力 *

4.涡轮喷气发动机的单位参数和效率 *

第2章  进气道和尾喷管              4学时

1. 对进气道的要求及其基本参数Δ

2. 亚声速进气道Δ

3. 超声速进气道Δ

4. 超声速进气道的工作状态及其特性Δ

5. 超声速进气道调节Δ

6. 尾喷管 *

第3章 涡轮喷气发动机的工作过程       4学时

1. 涡轮喷气发动机的工作过程参数对单位性能参数的影响 *

2. 涡轮喷气发动机的气动热力计算 *

第4章 涡轮喷气发动机各部件的共同工作及发动机的调节     4学时

1. 涡轮喷气发动机在稳定状态下各部件的共同工作 *

2. 涡轮喷气发动机的调节 *

第5章 涡轮喷气发动机的特性     4学时

1.飞行包线Δ

2.获取特性的方法Δ

3. 涡轮喷气发动机的速度特性 *

4. 涡轮喷气发动机的高度特性 *

5. 涡轮喷气发动机的转速特性 *

6. 涡轮喷气发动机的相似工作*

第6章 涡轮喷气发动机的非稳定工作状态     6学时（含发动机实验4个学时）

1 涡轮喷气发动机的起动过程 *

2 涡轮喷气发动机的加速过程Δ

3 涡轮喷气发动机的减速过程Δ

第7章 加力式涡轮喷气发动机     2学时

1 喷液加力式涡轮喷气发动机Δ

2 补燃加力式涡轮喷气发动机 *

第8章 双轴涡轮喷气发动机     4学时

1. 双轴涡轮喷气发动机的工作原理*

2. 双轴涡轮喷气发动机的参数选择*

3. 双轴涡轮喷气发动机在稳定状态下各部件的共同工作 *

4. 双轴涡轮喷气发动机的调节规律Δ

5. 双轴涡轮喷气发动机特性Δ

第9章 涡轮风扇发动机     6学时

1. 涡轮风扇发动机基本工作原理及性能参数 *

2. 涡轮风扇发动机的工作过程参数对单位性能参数的影响及其选择 *

3. 涡轮风扇发动机的加力Δ

4. 涡轮风扇发动机的热力计算 *

5. 涡轮风扇发动机各部件的共同工作特点Δ

6 涡轮风扇发动机的调节特点Δ

7 涡轮风扇发动机特性的特点Δ

第10章 涡轮螺旋桨发动机    2学时

1. 涡轮螺旋桨发动机的结构方案和基本参数Δ

2. 工作过程参数对单位性能参数的影响及其选择Δ

3. 涡轮螺旋桨发动机可用功的分配 *

4. 涡轮螺旋桨发动机各部件调节的特点和各部件共同工作的特点Δ

5. 涡轮螺旋桨发动机的节流特性（选讲）

6. 涡轮螺旋桨发动机速度、高度特性（选讲）

第11章 涡轴发动机（2学时）

    1.循环参数选择Δ

2. Gem涡轴发动机总体性能Δ

3. CT7系列民用涡轴发动机（自学）

4. 涡轴发动机总体设计

课程考核形式与要求：

课程采用闭卷考试进行考核，学生的成绩由3个部分组成：平时成绩20%、实验成绩10%、考试成绩70%。考核的重点是涡喷发动机原理，另外涡扇发动机和涡桨、涡轴发动机也要适当涉及。按照总分100来算，其中前六章单轴涡喷发动机占60分，双轴涡喷占10分，加力式涡喷占10分，涡扇发动机占15分，涡浆/涡轴发动机占5分。

课程教授方法说明：

本课程教学内容侧重于原理性问题分析，理论性强，内容抽象。教学过程中，采用雨课堂随机测试、提问的方式与学生进行互动，提高学生的学习兴趣。并通过布置发动机总体性能计算的大作业，培养学生独立分析、解决问题的能力。

具体教学实施中，以培养对国家有用的、具备一定科研素养及品德的工程创新人才为目标，将国内外科研进展、科研方法、科研实践融入课堂，从价值观、行为准则等方面影响学生，具体表现在：课堂教学过程中联系当前航空发动机的现状以及最新进展，宣传航空发动机行业模范和先进事迹，比如介绍我国航空发动机事业奠基人之一的吴大观先生，太行发动机总设计师张恩和先生等等，以提高学生对航空发动机重要性的认识以及航空报国的积极性，培养学生的爱国热情；结合发动机整机与部件性能方面的科研成果介绍，加深学生对航空发动机原理基本知识和基本思想的理解和应用，培养学生严谨踏实的学术意识；加入发动机实验演示，学生观看真实发动机的启动、加速、停车等过程，教师针对试车过程中出现的现象进行现场讲解并组织学生讨论，讲解及讨论过程中融入各类工程案例，培养学生敢于担当、着眼大局、甘于奉献等的情怀。

课程能力培养说明：

    本课程主要以单轴涡喷发动机为例，从其气动性能参数提出、参数计算、使用过程中可能遇到的共同工作问题进行分析讲解，培养学生对发动机总体性能设计及计算流程的认知、分析能力；并基于涡喷发动机进行扩展到其他类型喷气发动机如双轴涡喷、涡扇等，培养学生应用知识点、举一反三的思维方法，以及将复杂工程问题分解、提炼、建模分析的能力。同时在课程开展过程中，通过布置大作业，使学生独立完成一款发动机的总体性能计算、分析流程，锻炼学生的实践动手能力。

先修课程

叶片机原理、工程热力学、流体力学

使用教材

《航空燃气涡轮发动机原理》，葛宁主编，科学出版社

参 考 书目与文献

《航空发动机原理》廉晓纯、吴虎主编，西北工业大学出版社

《航空发动机原理》王云编著，北京航空航天大学出版社

课程教学方式

多媒体教学、雨课堂、实验