第一章 导 言

   本课程属于飞行器动力工程专业的专业基础课程，内容以航空轴流式压气机和轴流燃气涡轮为研究对象，着重介绍叶片机的气动工作基本原理与气动设计基本原则和方法，并包括对其非设计运行工况下的气动性能分析。

  ■课程学习内容要求  

   1.掌握航空叶片机工作所涉及的气动热力学基础理论知识。

     2.掌握航空轴流压气机、燃气涡轮工作的气动基本原理、特性及其设计原则。

     3.掌握航空轴流压气机和轴流燃气涡轮机的异同点。

     4.熟悉航空轴流压气机非设计运行工况的气动特性及其改善方法。

     5.理解航空轴流压气机非稳定边界喘振现象和防喘振措施。 

 使用教材

《航空叶片机原理》- 楚武利教授等主编，西北工业大学出版

             

 参考书（部分）

  《航空叶片机原理》（第2版），胡骏，吴铁鹰，曹人靖主编，国防工业出版社， 2014年

   《气体动力学基础》，王新月主编，西北工业大学出版社，2006年

   《工程流体力学》，黄卫星，陈文梅主编，化学工业出版社，2001年

  

■ 叶轮机的特征和定义

  各式各样的叶轮机存在一个共同的特点—叶片围绕旋转轴旋转，在叶片的旋转过程中完成了叶片机与工质（流体介质：气体、液体、或二者的混合物）之间的能量交换。

   根据叶轮机与流体之间能量交换的方向，叶轮机分为两大类：

    ○一种类型叶轮机的作用是将流体的机械能和热能转换为对外界输出的机械功，这种叶轮机有水轮机、汽轮机、涡轮等。 

        ○另一种类型叶轮机的作用是将外界输入的机械功转换为流体的机械能（动能和压力势能）和热能，这种叶轮机有鼓风机、水泵、螺旋桨、风扇、压气机等。 

    

■ 轴流式叶轮机的特点

  根据工质的流动形式，叶轮机又可分为轴流式、径流式和斜流式三种形式。

   

  

■ 叶轮机研究的实际意义

   ○叶轮机与能源的消耗和能源的利用及可持续发展密切相关；

   ○研制各种类型的高效率、低消耗的叶轮机，能为节约型社会建设做出重要贡献。

         

■叶片机在航空上的应用和发展

   （1）叶片机部件在航空上的应用

        （2）航空叶片机技术的发展

      □风扇／压气机技术的发展

           ○改进了设计、研制及实验技术

           ○ 叶尖切线速度不断提高

             ○更低的展弦比

          ○更高的稠度

          □美国的综台高性能涡轮发动机技术

           ○CFD 技术

            ○先进的部件设计技术：叶片弯掠技术，大小叶片技术，局部新型结构，对转涡轮技术，新型高效冷却技术。

    

   人类在航空领域中的每一次重大的革命性进展，无不与航空动力技术的突破和进步密切相关。同时，飞机的需求和发展又促使发动机向更高的水平迈进，两者相得益彰，促进了整个航空事业的蓬勃发展。而叶轮机在航空发动机中又占有举足轻重的地位，其设计与制造技术的每一次改进和突破，都会推动着航空动力的改善和发展。

       

   计算机CFD技术、先进测量技术及实验手段都对认识叶轮机中复杂的流动现象有着巨大的帮助。因此课程讲授中，应注意理论知识与工程应用的紧密和有机联系，理论分析与实验技术和数值模拟方法的相互促进。我们相信叶轮机技术在21世纪将会加速发展，获得更加辉煌的成就。