一、课程基本信息
课程代码 | 课程类别 | 专业核心课 | |
适用专业 | 飞机机电设备维修 | 授课单位 | 交通工程学院 |
学 分 | 3 | 学 时 | 51 |
编写执笔人 | 操慧珺 | 审定负责人 | |
编写日期 | 2024-03-15 | 审定日期 | 2024-03-18 |
二、课程性质与任务
(一)课程性质
本课程是飞机机电设备维修专业教学计划中的一门专业性和实践性很强的技术应用型课程。本课程的目的和任务是使学生掌握飞机燃气涡轮发动机的基本概念、工作原理及系统应用,为将来进入飞机维修行业奠定坚实的基础。通过本课程的学习使学生获得从事飞机机电设备维修及相关职业岗位工作必需的有关飞机系统理论,使学生具备解决相关问题的理论基础和加深对飞机系统的理解。同时,具备飞机维修的初步知识。
(二)课程任务
本课程是飞机机电设备维修专业教学计划中的一门专业性和实践性很强的技术应用型课程。本课程的目的和任务是使学生掌握航空发动机的原理与结构,合理选用材料,为将来进入飞机维修行业奠定坚实的基础。通过本课程的学习使学生获得从事飞机机电设备维修及相关职业岗位工作必需的有关飞机动力装置的基础知识,使学生具备解决相关问题的理论基础和加深对飞机发动机的理解。同时,具备结构维修的初步知识。
本课程不仅为专业课学习打下基础,为培养再学习能力服务,而且直接地为专业职业能力的培养服务。
课程在课程体系中的定位、与前导后续课程的关系 作为飞机机电设备维修专业的职业技能课程,《燃气涡轮发动机原理与结构》与前续课程《航空维护基础》,《空气动力学与飞行原理》相关联,又具有自身的独立性,通过教授学生飞机燃气涡轮发动机系统的理论知识,为今后的职业岗位工作奠定坚实基础。
三、课程目标
1.素质目标
(1) 具有良好的思想政治素质、行为规范和职业道德;
(2) 具有较强的计划组织协调能力、团队协作能力;
(3) 具有较强的开拓发展的创新能力;
(4) 具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力;
(5)培育具有匠心的技术专才。
2.知识目标
(1)熟悉涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机的特性;
(2)熟悉发动机进气道、压气机、燃烧室等部件;
(3)熟悉发动机的涡轮、喷管及轴承、封严、附件传动等部件;
(4)了解发动机燃油和控制系统;
(5)了解发动机起动和点火系统;
(6)了解发动机空气系统、操纵系统、指示系统、排气系统
3.能力目标
(2) 具有较好的解决问题的方法能力、制定工作计划的能力;
(3) 具有查找维修资料、文献等取得信息的能力;
(4) 具有较好的逻辑性、合理性的科学思维方法能力。
四、课程结构
《燃气涡轮发动机原理与结构》课程是使学生掌握飞机燃气涡轮发动机的基本概念、工作原理及系统应用,为将来进入飞机维修行业奠定坚实的基础。基于此目标,将课程知识点项目分为五个大的部分,对应18个融入具体项目的任务点,全面覆盖主流涡扇发动机的所有结构,参考CCAC、FAA和EASA执照培训要求,借鉴波音培训手册专业知识,最终构建起对涡扇发动机的全面认识。例如,结合动图讲解燃烧室燃烧和涡轮叶片冷却工作原理,化静为动,更为直观,加深学生对知识的理解。
(一)课程模块
模块一、航空发动机历史
1.了解世界航空发动机发展史;
2.掌握不同类型的航空发动机
3.了解世界主流发动机厂商;
对比历史不同时期航空发动机外观照片,讨论航空发动机的演变。讲解世界航空发动机发展史,同时引出不同类型的航空发动机,以及主流发动机厂商。通过纪录片以及历史照片的方式讲解历史,激发学生学习兴趣;在历史发展的过程中引出发动机类型、厂商等航空业内常识。通过讨论与提问的方式,增强学生课堂参与度。播放视频“铸我中国心-‘太行’研制成功的背后”。 激发爱国情怀和民族自豪感,深刻认识工匠精神。
讲解我国军用航空发动机发展史,国产商用涡扇发动机长江1000A研制现状。同时引入思政元素,激发爱国情怀和民族自豪感,深刻认识工匠精神,树立为我国航空事业奋斗的远大理想。
模块二、航空发动机原理
通过讨论飞机为何能飞?引入并讲解连续方程与布莱顿方程的结论在飞机升力中的运用,最终熟悉并掌握连续定理、伯努利原理、布莱顿循环,根据给出的公式与提示,计算飞机机翼上下表面压力差,从而理解飞机升力产生原理。根据给出的公式与提示,计算不同型号飞机发动机循环功。讨论根据公式参数以及相关知识,讨论影响发动机推力的因素。讲解影响发动机推力主要因素。
给出驾驶舱发动机显示面板图片,通过网络搜索与专业英语知识,识别面板上各发动机参数。讲解发动机主要参数和不同工作状态。通过虚拟仿真系统,改变发动机的不同工作状态,记录虚拟仿真系统的参数变化,理解不同工作状态下发动机参数的变化。本项目涉及的知识点偏理论且抽象,为了提高学生学习兴趣,采用任务教学法,在实际航空应用中融入公式,将抽象公式具体化,帮助学生更好地理解公式含义。结合虚拟仿真系统,在模拟真实驾驶舱环境下进行发动机参数与工作状态教学,将抽象数学参数转化为可视化的仪表显示。
模块三、发动机结构认识
主要包含:进气道、压气机、燃烧室、涡轮、喷管的类型与结构。依据之前本课程授课经验,学生的空间想象能力偏弱,对课本上发动机结构部件的二维图片理解困难。本项目结合发动机部件三维模型, 以及我校CFM56-3发动机的实拍视频,将课本二维平面图形转化为三维立体图形,帮助学生更快地记忆与理解发动机各部件结构。
进气道:给出亚音速进气道形状,根据前面所学连续方程及伯努利方程,定量分析进气道的作用。演示进气道三维模型,讲解进气道结构与作用。演示实拍CFM56-3型发动机进气道外观与防冰管路,讲解进气道防冰方式。
压气机:熟悉轴流式与离心式压气机工作原理及特点;演示压气机三维模型以及剖视图,讲解压气机结构与作用。讨论给出压气机动叶和静叶的叶间通道形状,根据前面所学连续方程及伯努利方程,定量分析压气机内气流参数变化。讲解轴流式与离心式压气机工作原理及特点。
燃烧室:熟悉燃烧室工作原理及冷却方式。演示燃烧室三维模型以及剖视图,讲解燃烧室结构。动图演示燃烧室燃烧过程,讲解燃烧室工作特点。
涡轮:熟悉轴流式涡轮工作原理;掌握涡轮材料与冷却方式。通过给出的涡轮结构图,对比涡轮结构与压气机的同异之处。演示涡轮三维模型以及剖视图,讲解涡轮结构。给出涡轮动叶和静叶的叶间通道形状,根据前面所学连续方程及伯努利方程,定量分析涡轮内气流参数变化。动图演示涡轮叶片冷却,讲解涡轮工作原理。观看视频“打造中国航空发动机叶片的‘金钟罩’”。学习科学家们实事求是的科学精神。讲解单晶材料、融模制造。让学生分析叶片的结构与材料特征,培养学生的思辨能力;根据观察到的叶片“气膜孔”,讲解其制造难度,再评述中科院西安光机所研制超快激光设备并取得涡轮叶片气膜孔制造技术巨大突破对我国航空发动机国产化进程的重要意义,培养学生的爱国情感。
喷管:根据不同类型喷管的三维模型以及发动机原理知识,讨论不同类型喷管的特点。讲解喷管降噪方法。
模块四、发动机系统认识
转子支撑与附件传动:轴承类型与发动机转子支撑方案,给出不同发动机手册里的转子支撑图纸,讨论分析该型号发动机转子支撑方案以及优缺点。根据手册图纸,讲解发动机附件传动装置。熟悉内部传动和外部传动装置、附件齿轮箱上的主要附件。实拍CFM56-3发动机外部附件齿轮箱,识别附件齿轮箱上的主要附件。配合练习:打开CFM56发动机全景图片,识别附件齿轮箱上的主要附件并讲解其作用。
起动与点火系统系统:讲解发动机起动机作用、组成、起动机类型和特点。根据手册图纸,找出起动机在发动机的位置,起动面板和手柄在驾驶舱的位置。通过虚拟仿真软件模拟发动机起动程序。实拍CFM56-3发动机起动系统和点火系统,识别主要部件及作用。配合练习:打开CFM56发动机全景图片,识别起动系统和点火系统的主要部件,讲解其作用。
操作系统:以我校搭载CFM56-3C发动机的737-300飞机的手册为例,讲解发动机操作系统。实拍737-300飞机驾驶舱,识别发动机操作手柄。练习:打开737-300驾驶舱全景图片,识别操作手柄,讲解其作用。
指示系统:以我校搭载CFM56-3C发动机的737-300飞机的手册为例,讲解发动机指示系统。实拍737-300飞机驾驶舱,识别发动机指示系统。练习:打开737-300驾驶舱全景图片,识别发动机指示系统,讲解其作用。
反推系统:以我校搭载CFM56-3C发动机的737-300飞机的手册为例,讲解发动机反推系统。实拍737-300飞机驾驶舱,识别发动机反推手柄,反推知识系统。练习:打开737-300驾驶舱全景图片,识别发动机反推系统,讲解其作用。
本模块多项任务贴近实际工作手册以及我校737-300飞机,CFM56-3发动机,培养学生读懂手册图纸的能力,同时结合实际飞机,帮助学生掌握发动机各系统部件及管路的识别。部件识别需要时间记忆与练习,采用任务驱动,学生需要能够根据课程提供的CFM56-3发动机和737-300驾驶舱全景照片,进行部件识别和讲解其作用并完成考核。
模块五、发动机监控与维护
此模块主要掌握发动机状态监控参数;发动机地面运转危险区以及典型发动机系统维护介绍。本项目密切联系实际岗位工作内容,以项目导向、任务驱动,多媒体授课与讲、演、做结合。使用虚拟仿真软件模拟发动机试车,讲解发动机状态监控参数,模拟实际工作环境,帮助学生学习相关知识点。通过民航的不安全案例及思政视频,使学生产生共鸣,增强敬畏意识,让“三个敬畏”入心入脑。绕机检查时小组内部相互监督,务必做到坚守规章底线,不漏做,做到位,在实践操作中培养严谨科学的专业精神,坚守规章底线和安全诚信红线。
(二)学时安排
课程结构具体学时如表1所示:
表1 学时安排
模块 | 内容领域 | 行为目标 | 总共 课时 |
发动机概述 | 1. 发动机类型及基本组成 2. 发动机原理; 3. 发动机参数。 | 1. 了解涡喷、涡扇、涡轴、涡桨发动机的功用、类型和特点; 2. 了解涵道比概念,高、中、低涡扇发动机的划分(通过涡扇发动机介绍); 3. 了解动力装置组成和发动机站位; 4. 了解连续定理、伯努利原理、布莱顿循环; 5. 理解推力产生的原理; 6. 理解飞行条件和大气条件对推力的影响; 7. 理解推重比、单位推力、热效率、推进效率概念; 8. 理解N1、N2、EGT、EPR、涡轮前燃气温度等参数; 9. 理解燃油消耗量、耗油率等参数。 | 4 |
进气道 | 1、 进气道概述。 2、 典型发动机进气道维护介绍。 | 1. 介绍进气道作用、类型和结构; 2. 介绍发动机防冰:防冰部位、防冰方法; 3. 典型发动机进气道部件识别(例如:进气道前缘、进气道、进气道防冰部件); 4. 典型发动机进气道常见维护及安全注意事项(例如:进气道检查)。 | 2 |
压气机 | 1、 压气机分类; 2、 轴流式压气机结构和原理; 3、 离心式压气机; 4、 典型发动机压气机维护介绍。 | 1. 了解发动机进气道的类型及其应用; 2. 介绍轴流式压气机作用、组成,转子和静子结构;风扇叶片和压气机叶片的特点,叶片的安装,风扇叶片的材料; 3. 介绍级的定义,增压原理,速度三角形,级增压比和总增压比的概念和关系;压气机气流通道中气体压力、温度和速度 的变化规律;流动损失; 4. 理解压气机失速和喘振机理,防喘措施和原理(可调静子叶片、放气活门和多转子结构)。 | 6 |
燃烧室 | 1、 工作原理: 2、 类型和主要部件; 3、 典型发动机燃烧室维护介绍。
| 1. 介绍燃烧室作用、工作特点、燃烧组织过程和火焰稳定、燃烧室熄火。 2. 介绍燃烧室类型和特点; 3. 了解主要组成部件、部件结构、冷却和材料。 4. 典型发动机燃烧室部件识别(例如:环形燃烧室部件); 5. 典型发动机燃烧室常见维护及安全注意事项(例如:燃烧室检查)。 | 4 |
涡轮 | 1、 涡轮的分类和原理; 2、 结构和冷却。 | 1. 介绍涡轮作用和类型:轴流和向心式涡轮;轴流式涡轮类型(反力式、冲击式和反 力冲击式)和工作特点; 2. 理解轴流式涡轮工作原理:涡轮级的定义基本工作原理;涡轮流动损失。 3. 了解涡轮结构:转子、机匣、叶片特点和安装;高、低压涡轮级数特点;涡扇发 动机涡轮特点;涡轮材料; 4. 理解涡轮冷却:涡轮叶片冷却。 5. 典型发动机涡轮部件识别(例如:涡轮机匣、涡轮转子叶片、涡 轮静子叶片); 6. 典型发动机涡轮常见维护及安全注意事项(涡轮叶片检查)。 | 4 |
喷管 | 1、 喷管结构和工作原理;降噪方法; 2、 典型发动机喷管维护介绍。 | 1. 介绍喷管的作用、组成、类型和工作原理; 2. 理解分开排气,混合排气概念; 3. 了解降噪方法; 4. 典型发动机喷管部件识别; 5. 典型发动机喷管常见维护及安全注意 事项(例如:喷管目视检查)。 | 2 |
反推装置 | 1、 反推装置; 2、 典型发动机反推装置维护介绍。 | 1. 理解反推装置的作用、类型、工作原理。 2. 典型发动机反推装置部件识别(例如:反推整流罩、格栅、阻流门); 3. 典型发动机反推装置常见维护及安全 注意事项(例如:反推收放、反推限动、反推整流罩打开)。 | 2 |
转子支承和附件传动 | 1、 发动机转子支承; 2、 附件传动; 3、 典型发动机附件传动维护介绍。 | 1. 介绍发动机转子的概念,单转子、双转子 和三转子;发动机主轴承类型和特点,转子支承方案; 2. 介绍联轴器类型和特点;轴承润滑和轴承腔封严; 3. 介绍内部传动和外部传动装置、附件齿轮箱上的主要附件; 4. 了解人工驱动发动机转子的方式; 5. 典型发动机附件传动部件识别(例如:附件齿轮箱、附件传动轴); 6. 典型发动机附件传动常见维护及安全注意事项(例如:人工驱动发动机转子)。 | 3 |
发动机特性 | 1、 发动机工作状态; 2、 发动机特性。
| 1. 理解发动机工作状态的定义:最大状态、额定状态、最大连续状态、巡航状态和慢车状态。 2. 介绍压气机和涡轮共同工作; 3. 了解发动机转速特性、高度特性、速度特性。 | 4 |
燃油及控制系统 | 1、 燃油分配系统; 2、 燃油控制系统; 3、 典型发动机燃油及控制系统维护介绍。 | 1. 介绍燃油分配系统的作用、组成和工作; 2. 了解液压机械式控制、监控型电子控制和全权限数字式发动机控制(FADEC); 3. 了解FADEC 系统作用、组成、工作特点; 4. 理解发动机减推力起飞; 5. 典型发动机燃油及控制系统部件识别(例如:发动机电子控制器、发动机燃 油泵、发动机燃油计量组件、发动机燃油滤); 6. 典型发动机燃油及控制系统常见维护及安全注意事项(例如:发动机燃油滤更换)。 | 4 |
发动机操纵系统 | 1、 前推力 / 反推力操纵; 2、 典型发动机操纵系统维护介绍。 | 1. 了解机械式推力操纵系统、电子式推力操纵系统; 2. 理解前推力和反推力操作; 3. 典型发动机操纵系统部件识别(例如:发动机油门杆、反推手柄); 4. 典型发动机操纵系统的安全注意事项。 | 3 |
发动机空气系统 | 1、 空气系统概述; 2、 典型发动机空气系统维护介绍。 | 1. 了解压气机控制; 2. 理解发动机内部、外部冷却;涡轮间隙控制; 3. 典型发动机空气系统部件识别(例如:VBV、VSV、涡轮间隙控制器); 4. 典型发动机空气系统常见维护及安全 注意事项(例如:VBV、VSV 检查)。 | 4 |
发动机起动点火系统 | 1、 起动系统; 2、 点火系统; 3、 典型发动机起动点火系统维护介绍。 | 1. 介绍作用、组成、起动机类型和特点; 2. 介绍起动、关车和发动机冷转; 3. 理解起动常见故障:不点火、热起动、起动超温和起动悬挂。 4. 了解起动和点火系统作用和组成; 5. 熟悉点火电嘴的类型和特点、点火激励器的类型和工作原理。 6. 典型发动机起动点火系统部件识别(例如:点火激励器、点火导线、点火 电嘴); 7. 典型发动机起动点火系统常见维护及安全注意事项(例如:发动机起动、关车)。 | 3 |
指示系统 | 1、 总体介绍; 2、 主要参数; 3、 辅助参数; 4、 典型发动机指示系统维护介绍。 | 1. 介绍指示系统作用、组成; 2. 理解转速指示系统; 3. 理解温度指示系统; 4. 理解EPR 指示系统; 5. 理解燃油流量指示系统; 6. 理解振动指示系统; 7. 理解滑油指示系统。 | 3 |
复习 | 复习以上所有系统 | 准备期末考试 | 3 |
合计 | 51 |
《燃气涡轮发动机原理与结构》课程思政建设深度融入厦门城市职业学院“明德强技,笃行致用”的办学理念,紧密围绕专业特色与人才培养要求,通过价值引领、知识传授与能力培养的有机统一,培养具有高尚职业道德、精湛专业技能和强烈社会责任感的航空维修人才。建设过程聚焦于以下几个方向与重点:
价值塑造方面:强化职业道德与工匠精神教育,通过发动机维修案例,引导学生树立精益求精、安全第一的职业态度,培养对飞行安全的高度责任感与使命感。
知识传授方面:结合发动机技术前沿,融入中国航空工业发展历程与成就,激发学生爱国情怀与科技自信。同时,深化理论知识与实操技能的结合,确保学生掌握扎实的专业知识。
学生能力培养方面:通过项目式学习、模拟维修场景等教学方式,提升学生的问题解决能力、团队协作能力和创新能力,使其能在复杂多变的维修环境中迅速应对,实现知识与技能的深度融合。
思政内容优化方面:将安全法规、环保意识、国际视野等思政元素融入课程,如了解C919大飞机和CJ1000发动机适航证的艰难取证历程,引导学生思考标准化对航空事业的发展与国家形象的重要意义。同时,利用行业楷模事迹,激励学生追求卓越,实现个人价值与社会责任的统一。
五、课程内容
1、发动机概述
学习要求:了解力、功、功率、能量、速度、加速度之间的关系;了解势能、动能、牛顿定律;热力学基本定律;总温和总压。掌握燃气涡轮发动机工作循环(BRAYTON CYCLE);了解活塞发动机和燃气涡轮发动机的比较。了解涡喷、涡扇、涡轴、涡桨发动机的性能。了解推力产生的基本原理:总推力,净推力,推力分布、推进功率,当量功率、燃油消耗率。掌握发动机效率:热效率、推进效率、总效率。掌握涵道比、压气机增压比、发动机压力比和涡轮排气温度。燃气流的压力、温度和速度。了解发动机不同工作状态的推力,速度、高度和温度的影响,平推力概念和温度限制。掌握高涵道比涡扇发动机推力指示参数:N1、EPR。
教学内容:力、功、功率、能量、速度、加速度之间的关系;势能、动能、牛顿定律;热力学基本定律;总温和总压。燃气涡轮发动机工作循环(BRAYTON CYCLE);活塞发动机和燃气涡轮发动机的比较。涡喷、涡扇、涡轴、涡桨发动机的介绍。推力产生的基本原理:总推力,净推力,推力分布、推进功率,当量功率、燃油消耗率。发动机效率:热效率、推进效率、总效率。涵道比、压气机增压比、发动机压力比和涡轮排气温度。燃气流的压力、温度和速度。发动机不同工作状态的推力,速度、高度和温度的影响,平推力概念和温度限制。高涵道比涡扇发动机推力指示参数:N1、EPR。
2、进气道
学习要求:了解发动机进气道,各种进气道结构型式。掌握进气道防冰。
教学内容:发动机进气道,各种进气道结构型式。进气道防冰。
3、压气机
学习要求:了解轴流式和离心式,结构特点、工作原理及应用。掌握叶栅工作原理和速度三角形。了解压气机的级增压比和总增压比。了解风扇平衡。了解压气机失速和喘振的原因及危害。掌握防喘控制措施: 放气活门,可调进口导向叶片,可调静子叶片,多转子。
课程内容:轴流式和离心式,结构特点、工作原理及应用。叶栅工作原理和速度三角形。压气机的级增压比和总增压比。风扇平衡。压气机失速和喘振的原因及危害。防喘控制措施: 放气活门,可调进口导向叶片,可调静子叶片,多转子。
4、燃烧室
学习要求:了解燃烧的基础知识;掌握燃烧室的基本要求和工作原理;了解燃烧室的种类和特点。了解结构、部件和材料。
课程内容:燃烧的基础知识;燃烧室的基本要求和工作原理;燃烧室的种类和特点。结构、部件和材料。
5、涡轮
学习要求:掌握不同涡轮叶片型式的工作原理。了解涡轮叶片应力和蠕变的原因及影响。了解涡轮转子、涡轮转子叶片与涡轮盘的装配;了解涡轮导向器及其装配。掌握涡轮叶片的冷却,涡轮叶片的材料和制造工艺。
教学内容:不同涡轮叶片型式的工作原理。涡轮叶片应力和蠕变的原因及影响。涡轮转子、涡轮转子叶片与涡轮盘的装配;涡轮导向器及其装配。涡轮叶片的冷却,涡轮叶片的材料和制造工艺。
6、喷管
学习要求:掌握喷管结构和工作原理;了解排气喷管的气流特性;了解收敛、扩散和推力矢量喷管。了解发动机噪音控制。
教学内容:喷管结构和工作原理;排气喷管的气流特性;收敛、扩散和推力矢量喷管。发动机噪音控制。
7、转子支承和附件传动
学习要求:了解轴承的分类,轴承的结构特性和工作原理。了解轴承的润滑和封严,轴承的选用原则。了解内部齿轮箱、角齿轮箱、附件齿轮箱的功用和部件。
教学内容:轴承的分类,轴承的结构特性和工作原理。轴承的润滑和封严,轴承的选用原则。内部齿轮箱、角齿轮箱、附件齿轮箱的功用和部件
8、发动机滑油系统
学习要求:了解滑油功能、性能指标和安全措施。掌握滑油系统基本组成及子系统。了解滑油供油系统:全流量系统、恒压系统。系统指示;滑油系统勤务。
教学内容:滑油功能、性能指标和安全措施。滑油系统基本组成及子系统。滑油供油系统:全流量系统、恒压系统。系统指示;滑油系统勤务。
9、发动机燃油控制系统
学习要求:了解燃油规格,燃油添加剂,安全措施。了解发动机燃油分配系统的工作和部件。掌握发动机燃油控制的工作原理。了解液压机械式燃油控制。了解全权限数字式发动机控制(FADEC)。
教学内容:燃油规格,燃油添加剂,安全措施。发动机燃油分配系统的工作和部件。发动机燃油控制的工作原理。液压机械式燃油控制。全权限数字式发动机控制(FADEC)。
10、空气系统
学习要求:了解外部机匣和附件冷却;了解内部封严和冷却。掌握涡轮间隙控制。掌握压气机空气流量控制:放气活门、可调静子叶片。了解推力平衡。
教学内容:外部机匣和附件冷却;内部封严和冷却。涡轮间隙控制。压气机空气流量控制:放气活门、可调静子叶片。推力平衡。
11、发动机启动和点火系统
学习要求:了解发动机点火系统及其部件的工作。掌握发动机启动系统及其组件的工作。了解维护安全要求。掌握发动机的启动,启动前的检查、启动模式、启动失效。
教学内容:发动机点火系统及其部件的工作。发动机启动系统及其组件的工作。维护安全要求。发动机的启动,启动前的检查、启动模式、启动失效。
12、发动机指示系统
学习要求:掌握发动机推力指示:发动机压力比(EPR),发动机涡轮排气压力或尾喷管压力;了解发动机转速指示:N1、N2;排气温度EGT。了解振动测量和指示;了解燃油压力和流量;了解滑油压力及温度;扭矩。
教学内容:发动机推力指示:发动机压力比(EPR),发动机涡轮排气压力或尾喷管压力;发动机转速指示:N1、N2;排气温度EGT。振动测量和指示;燃油压力和流量;滑油压力及温度;扭矩。
13、发动机操纵系统
学习要求:掌握发动机启动操纵。了解发动机机械式推力操纵。了解发动机电子式推力操纵。
教学内容:发动机启动操纵。发动机机械式推力操纵。发动机电子式推力操纵。
六、学业质量
(一)学业质量内涵
一、理论知识掌握
基本原理理解:学生应深入理解燃气涡轮发动机的基本工作原理,包括热力学基础知识、燃气涡轮发动机的热力循环过程(如压缩、燃烧、膨胀和排气等)以及能量转换规律。
构造部件认知:学生应能够清晰识别并描述燃气涡轮发动机的主要构造部件,如压气机(或压气机组)、燃烧室、涡轮机和辅助设备等,以及它们各自的功能和工作原理。
性能参数掌握:学生应熟悉燃气涡轮发动机的性能参数,如推力、效率、转速等,并能够理解这些参数对发动机性能的影响。
二、实践操作能力
拆装调试技能:学生应具备燃气涡轮发动机的拆装和调试技能,能够熟练地进行发动机的拆装操作,并能够对发动机进行调试,确保其正常运行。
故障诊断能力:学生应能够运用所学知识对燃气涡轮发动机进行故障诊断,识别出故障的原因,并采取相应的措施进行排除。
维护保养技能:学生应了解燃气涡轮发动机的维护保养要求,能够定期对发动机进行维护保养,确保其长期稳定运行。
三、分析与解决问题能力
理论分析能力:学生应能够运用所学理论知识对燃气涡轮发动机的工作过程进行深入分析,理解其内部机理,并能够解释各种现象。
实际问题解决:学生应能够针对燃气涡轮发动机在实际运行中出现的问题,提出合理的解决方案,并能够进行实际操作以解决问题。
四、团队合作与沟通能力
团队协作:在燃气涡轮发动机的学习和实践过程中,学生应能够与团队成员紧密合作,共同完成任务,培养团队协作精神。
沟通交流:学生应具备良好的沟通能力,能够与团队成员、教师以及其他相关人员进行有效的沟通交流,分享学习心得和经验。
(二)学业质量水平
理论知识的深入掌握:学生应能全面且深入地理解燃气涡轮发动机的基本原理、构造部件及其功能、热力循环过程以及性能参数等,形成系统的知识体系。
实践技能的提升:通过课程中的实验、实训和案例分析,学生应能掌握燃气涡轮发动机的拆装调试、故障诊断与维护保养等实践技能,具备解决实际问题的能力。
分析与综合应用能力的增强:学生应能运用所学知识对燃气涡轮发动机的工作过程进行深入分析,理解其内部机理,并能够针对实际问题提出合理的解决方案,进行综合性的应用。
创新思维的培养:在学习过程中,学生应能够独立思考,勇于探索未知领域,提出新的想法和观点,为燃气涡轮发动机的发展和改进做出贡献。
职业素养的形成:学生应了解燃气涡轮发动机行业的现状和发展趋势,形成良好的职业素养,包括安全意识、团队协作精神、沟通能力以及持续学习的习惯等,为未来的职业发展打下坚实基础。
七、课程实施
(一)教学要求
①作为一门专业技术基础课程,本课程不易引起学生的重视。在绪论课的教学中,应给学生讲清课程的性质、目的与作用,解决“为什么学,学什么,怎样学”的问题,从一开始就提升学生学习的兴趣,避免学生一想到专业课就不感兴趣而产生逆反或抵触心理。
②课程以定性描述为主,具体表现为“三多”:一是讲授内容名词、概念、术语多,会使学生感到枯燥乏味;二是定性描述、经验性总结多,各章节之间没有像数理化那样严密的逻辑联系,会使学生从学习内容和学习方法上感到不习惯,进而产生厌学情绪;三是记忆性内容多、规律多,会使学生感到无从下手,抓不住重点。因此,在课堂教学中,教师要帮助学生理出知识脉络,做到杂而不乱,明确指出每一章课程教学中的难点、建议的应对策略、方法以及教学手段。在分章节讲授具体内容时,相应给出本课程的学习提纲,有意识提醒学生注意知识结构,这样学生基本上就可以形成对知识结构体系的认识和把握能力。
③在实际课堂教学中,灵活运用多媒体、课堂提问等形式加强课堂互动,讲授时要注意启发式、讨论式和案例式教学。建议对发动机类型,应用等专题开展课堂讨论。以典型的发展历史和恰当的录像短片加深学生对知识的印象。
④课堂教学要从学生已有的知识中引出,让学生对知识的认识有连续性。采用启发式和问题式相结合的教学方法,课堂教学多以疑问的形式提出侧重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。教学中适当穿插小故事和工程实例可以吸引学生兴趣和注意力,使他们对课程内容的印象更加深刻,同时可以帮助学生更好地理解和记忆理论知识。
⑤本课程的实践性和应用性较强,概念多,在教学过程中要充分运用直观教具和实物、多媒体教学、参观、边做边学等方法,对某些章节可采用课堂讨论方式进行,以利于学生动手能力的培养。在讲授有关内容时尽量结合一些工程实际进行介绍,使学生容易理解也使学生感受到学习本课程的作用。
⑥教师在讲授《燃气涡轮发动机原理与结构》课程时,及时布置适量的作业,在下一次授课时对上一次的作业及时检查和点评,并在教学中不定时地和同学们一起复习前面提到的知识,以加深对这些知识的掌握。
⑦根据教学内容,应安排适量的课堂讨论和课后作业,重点章节之后可安排1-2学时的习题课,以培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生综合素质。
(二)学业水平评价
①考核方式及形式
方式:考试。
形式:平时(学习态度、出勤情况),任务完成情况(课堂分组学习任务与课外分组拓展任务)及期末考试综合。
②总评成绩的组成及评定标准
平时占30%,学生期末成绩占70%评定。
(三)教材选用或编写要求
教材:《航空涡轮发动机》 罗亮生、杨国余、蒋陵平主编,民用航空器维修基础系列教材·共8册(第5册) 2020
参考教材:《涡轮发动机飞机结构与系统》任仁良主编 清华大学出版社出版 2017;
(四)课程资源开发与学习环境创设
积极利用网络资源,使教学内容从单一化向多元化转变,促进学生的知识和能力的提升。
(五)教师团队建设
《燃气涡轮发动机原理与结构》课程教师团队的建设是确保教学质量和提升学生学业成就的关键。
1、制定教师队伍建设规划
制定短期与长期的教师队伍建设规划,明确各阶段的目标和任务,确保教师团队的整体素质和教学水平持续提升。积极引进具有丰富教学和实践经验的高水平教师,特别是那些具有燃气涡轮发动机领域研究背景的教师,以优化教师队伍结构。
2、建立健全岗位职责与业绩考评体系
为每位教师明确岗位职责,包括教学任务、科研任务、学生指导等,确保教师能够全面履行自己的职责。建立以学生和同行评议为基本方法,由师德、知识、能力等要素构成的业绩考评体系。通过定期的教学评估、科研成果评价等方式,对教师的工作进行全面、客观的考评。
3、加强教师培训与交流
定期为教师提供专业培训和学习机会,包括参加学术会议、研讨会、进修课程等,以提升教师的专业素养和教学能力。鼓励教师之间的交流与合作,定期召开教学研讨会,分享教学经验和方法,共同解决教学中遇到的问题。
4、实施青年教师培养计划
为青年教师配备教学经验丰富的老教师作为导师,实施一对一培养,帮助青年教师尽快提升教学水平和实践能力。鼓励青年教师参与科研项目和实践活动,通过实践锻炼提升自己的专业素养和教学能力。
5、强化教师科研与实践能力
鼓励教师积极参与科研项目,提升自己的科研能力和学术水平,为教学提供有力的支撑。与燃气涡轮发动机相关企业建立合作关系,为教师提供实践机会,让教师能够深入了解行业现状和发展趋势,将最新的技术和知识引入教学中。

