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冲压发动机原理

冲压发动机原理
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作者: 主编
出版社: 科学出版社
2022-11
版次: 1
ISBN: 9787030739049
定价: 128.00
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 313页
字数: 550.000千字
分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术
3人买过
  • 《冲压发动机原理》系统介绍了冲压发动机的基本组成、工作原理、技术特点、主要性能、重要部件和关键技术等。《冲压发动机原理》共9章，包括绪论、气体动力学、工程热力学基础、冲压发动机热力循环、冲压发动机热力计算、超声速进气道、燃烧室、固体火箭冲压发动机和冲压发动机试验技术。 目录

    第1章 绪论 1

    1.1 喷气发动机的分类和工作原理 1

    1.2 冲压发动机主要性能指标 6

    1.2.1 单位迎面推力 6

    1.2.2 单位重量推力 7

    1.2.3 比冲 8

    1.2.4 航程参数 9

    1.3 冲压发动机的特点 10

    1.4 冲压发动机的发展简史 10

    第2章 气体动力学 14

    2.1 基本知识 14

    2.1.1 连续介质的概念 14

    2.1.2 气体的基本性质 16

    2.1.3 作用在气体上的力 18

    2.1.4 流体静力学知识 20

    2.1.5 大气 23

    2.1.6 研究流体运动的方法和一些基本概念 25

    2.1.7 迹线、流线、流面和流管 30

    2.2 一维定常流动 32

    2.2.1 一维定常流的定义 32

    2.2.2 体系和控制体 32

    2.2.3 一维定常流的基本方程 33

    2.2.4 声速和马赫数 35

    2.2.5 滞止参数 37

    2.2.6 几个重要的气体参数 39

    2.2.7 气体动力学函数 43

    2.3 激波和膨胀波 45

    2.3.1 弱扰动在气流中的传播 45

    2.3.2 膨胀波 47

    2.3.3 激波 49

    2.3.4 波的相交和反射 53

    2.4 一维定常管流 57

    2.4.1 变截面管道中的流动 57

    2.4.2 收缩喷管 60

    2.4.3 拉瓦尔喷管 63

    第3章 工程热力学基础 65

    3.1 基本概念 65

    3.1.1 热力学和工程热力学 65

    3.1.2 热力学系统 66

    3.1.3 热力学系统状态及其状态参数 68

    3.1.4 热力学过程 69

    3.1.5 循环过程 70

    3.2 热力学第一定律 70

    3.2.1 热力学第一定律的实质和总表达式 70

    3.2.2 功 71

    3.2.3 热 73

    3.2.4 系统能量及其增量 73

    3.2.5 物质的迁移能 74

    3.2.6 热力学第一定律的应用表达式——能量方程 74

    3.3 热力学第二定律 75

    3.3.1 自然过程的不可逆性 76

    3.3.2 热力学第二定律的陈述 76

    3.3.3 热力学第二定律的数学描述 77

    3.4 气体热力性质 79

    3.4.1 理想气体 80

    3.4.2 混合气体 81

    3.4.3 气体的热力过程 83

    3.5 化学反应系统的热力学分析 84

    3.5.1 热力学第一定律应用于化学反应过程 84

    3.5.2 标准生成焓 85

    第4章 冲压发动机热力循环 86

    4.1 冲压发动机理想循环 86

    4.1.1 理想循环概念 86

    4.1.2 理想循环功 87

    4.2 冲压发动机实际循环 91

    4.2.1 理想循环和实际循环的差异 91

    4.2.2 实际循环的指示功、有效功与热效率 91

    4.2.3 影响实际循环有效功和热效率的因素 92

    4.3 理想冲压发动机气体动力学 92

    4.4 理想冲压发动机性能参数 96

    4.4.1 理想冲压发动机推力 96

    4.4.2 理想冲压发动机热效率 97

    4.4.3 理想冲压发动机推进效率 97

    4.4.4 理想冲压发动机总效率 98

    4.5 理想冲压发动机工作特性 99

    4.5.1 速度特性 99

    4.5.2 高度特性 100

    4.5.3 节流特性 102

    4.5.4 气动损失对冲压发动机性能的影响 102

    第5章 冲压发动机热力计算 105

    5.1 热力计算基本假设 105

    5.2 热力计算基本方程 107

    5.2.1 单位质量推进剂化学式和质量守恒方程 107

    5.2.2 化学反应式和化学反应平衡方程 109

    5.2.3 燃烧产物平衡组分逐次近似计算法 110

    5.2.4 计算燃烧产物平衡组分最小自由能法 113

    5.2.5 能量守恒方程 114

    5.2.6 等熵方程 115

    5.2.7 湿空气中水和干空气含量的计算 116

    5.2.8 理论空气量的计算 117

    5.3 燃烧室热力计算 117

    5.3.1 燃烧室热力计算方程组 117

    5.3.2 热力参数计算 122

    5.4 喷管热力计算 128

    5.4.1 喷管平衡流热力计算 128

    5.4.2 喷管冻结流热力计算 131

    5.4.3 喷管中平均等熵指数的计算 132

    5.5 有组分相变的热力计算 133

    5.5.1 计算平衡组分的物质的量 133

    5.5.2 确定相变组分两相物质的量 134

    5.6 发动机理论性能计算 135

    5.6.1 理论特征速度 135

    5.6.2 理论燃料比冲 136

    5.6.3 其余参数 136

    5.6.4 计算示例 137

    第6章 超声速进气道 139

    6.1 概述 139

    6.1.1 导弹与动力装置对进气道的要求 139

    6.1.2 进气道分类 139

    6.2 超声速进气道主要性能参数 140

    6.2.1 总压恢复系数 141

    6.2.2 流量系数 141

    6.2.3 阻力系数 142

    6.2.4 出口流场畸变指数 143

    6.3 进气道工作状态 144

    6.3.1 设计状态 144

    6.3.2 进气道流动状态 145

    6.4 超声速内压式进气道 145

    6.4.1 设计状态下的理想流动 146

    6.4.2 内压式进气道的“启动”问题 146

    6.4.3 内压式进气道启动问题的解决措施 147

    6.5 超声速外压式进气道 150

    6.5.1 外压式进气道形式 150

    6.5.2 外压式进气道气动原理 151

    6.5.3 配波理论 152

    6.6 超声速混压式进气道 153

    6.6.1 混压式进气道的气动原理 153

    6.6.2 混压式进气道的启动 154

    6.6.3 混压式进气道的节流特性 155

    6.7 超声速进气道的附面层 156

    6.7.1 超声速压缩面上的附面层 156

    6.7.2 进口内部激波与附面层干扰 158

    6.7.3 解决措施 159

    6.8 超声速进气道的不稳定工作 160

    6.8.1 进气道喘振 161

    6.8.2 进气道痒振 163

    6.9 常见超声速进气道与弹体的一体化设计问题 163

    6.9.1 二元进气道与轴对称进气道 163

    6.9.2 颏下进气道 165

    6.9.3 弹体-发动机-进气道的一体化设计问题 166

    6.10 超声速进气道设计流程和性能仿真 169

    6.10.1 超声速进气道设计流程 169

    6.10.2 超声速进气道性能仿真 172

    6.11 超声速进气道风洞试验与模型设计 174

    6.11.1 超声速进气道风洞试验 174

    6.11.2 超声速进气道模型设计 174

    6.11.3 超声速进气道性能参数的测量和数据处理 176

    第7章 燃烧室 181

    7.1 概述 181

    7.1.1 燃烧室基本组成 181

    7.1.2 燃烧室工作过程 182

    7.2 燃烧室加热规律 183

    7.2.1 等面积加热规律 184

    7.2.2 定压加热规律 192

    7.2.3 等马赫数加热规律 194

    7.3 燃烧室内液滴雾化、蒸发和燃烧 194

    7.3.1 液体燃料的供给 194

    7.3.2 液体燃料的雾化 195

    7.3.3 气流中液滴蒸发和燃烧 201

    7.4 可燃混合气的形成、着火和燃烧 203

    7.4.1 混合气的形成 203

    7.4.2 混合气的着火 203

    7.4.3 混合气的燃烧 204

    7.5 燃烧室火焰稳定方法 208

    7.5.1 钝体火焰稳定器 208

    7.5.2 气动式火焰稳定器 210

    7.5.3 突扩燃烧室 211

    7.6 贫氧固体推进剂的燃烧 212

    7.6.1 固体推进剂的热分解 212

    7.6.2 含能固体颗粒的着火与燃烧 213

    7.7 固体燃料冲压发动机燃烧室 217

    7.7.1 固体燃料冲压发动机原理和基本方案 217

    7.7.2 固体燃料冲压发动机燃烧室工作过程 217

    7.8 超燃冲压发动机燃烧室 225

    7.8.1 超声速燃烧初步分析 225

    7.8.2 液体燃料超燃冲压发动机燃烧室 228

    7.8.3 固体燃料超燃冲压发动机燃烧室 233

    第8章 固体火箭冲压发动机 238

    8.1 燃气发生器 238

    8.1.1 壅塞式燃气发生器 238

    8.1.2 非壅塞式燃气发生器 239

    8.1.3 燃气流量调节 240

    8.2 补燃室 246

    8.2.1 补燃室气体动力学 246

    8.2.2 补燃室流量特性 250

    8.2.3 补燃室燃烧特性 253

    8.3 火箭冲压发动机各部件耦合作用 259

    8.3.1 进气道与引射器耦合作用 259

    8.3.2 引射器与燃烧室耦合作用 260

    8.3.3 非壅塞燃气发生器与冲压发动机耦合作用 261

    8.4 补燃室无燃烧过程的火箭冲压发动机工作特性 267

    8.4.1 启动状态 267

    8.4.2 飞行状态 268

    8.5 固体火箭冲压发动机的工作特性 269

    8.5.1 固体火箭冲压发动机的速度特性 270

    8.5.2 固体火箭冲压发动机的高度特性 273

    8.5.3 固体火箭冲压发动机的流量调节特性 275

    8.6 整体式火箭冲压发动机 278

    8.6.1 整体式火箭冲压发动机的工作过程 278

    8.6.2 无喷管助推器的性能分析 279

    第9章 冲压发动机试验技术 285

    9.1 冲压发动机试验类型及试验系统 285

    9.1.1 飞行试验 285

    9.1.2 地面高空模拟试验 286

    9.2 自由射流进气模拟 290

    9.2.1 进气速度模拟 290

    9.2.2 进气温度模拟 294

    9.2.3 进气压力模拟 295

    9.2.4 反压模拟 296

    9.3 亚燃冲压发动机直连进气模拟 297

    9.3.1 直连进气模拟原理 297

    9.3.2 直连进气模拟试验数据处理 299

    9.4 超燃冲压发动机直连进气模拟 304

    9.4.1 基于压力测量的超燃冲压发动机性能评价 304

    9.4.2 基于推力测量的超燃冲压发动机性能评价 306

    9.5 直接燃烧加热对冲压发动机地面模拟性能影响的理论分析 309

    9.5.1 加热器工作过程分析 309

    9.5.2 污染空气对冲压发动机地面模拟性能的影响 310

    9.5.3 空气不加热对冲压发动机地面模拟性能的影响 313

    参考文献 314
  • 内容简介:
    《冲压发动机原理》系统介绍了冲压发动机的基本组成、工作原理、技术特点、主要性能、重要部件和关键技术等。《冲压发动机原理》共9章，包括绪论、气体动力学、工程热力学基础、冲压发动机热力循环、冲压发动机热力计算、超声速进气道、燃烧室、固体火箭冲压发动机和冲压发动机试验技术。
  • 目录:
    目录

    第1章 绪论 1

    1.1 喷气发动机的分类和工作原理 1

    1.2 冲压发动机主要性能指标 6

    1.2.1 单位迎面推力 6

    1.2.2 单位重量推力 7

    1.2.3 比冲 8

    1.2.4 航程参数 9

    1.3 冲压发动机的特点 10

    1.4 冲压发动机的发展简史 10

    第2章 气体动力学 14

    2.1 基本知识 14

    2.1.1 连续介质的概念 14

    2.1.2 气体的基本性质 16

    2.1.3 作用在气体上的力 18

    2.1.4 流体静力学知识 20

    2.1.5 大气 23

    2.1.6 研究流体运动的方法和一些基本概念 25

    2.1.7 迹线、流线、流面和流管 30

    2.2 一维定常流动 32

    2.2.1 一维定常流的定义 32

    2.2.2 体系和控制体 32

    2.2.3 一维定常流的基本方程 33

    2.2.4 声速和马赫数 35

    2.2.5 滞止参数 37

    2.2.6 几个重要的气体参数 39

    2.2.7 气体动力学函数 43

    2.3 激波和膨胀波 45

    2.3.1 弱扰动在气流中的传播 45

    2.3.2 膨胀波 47

    2.3.3 激波 49

    2.3.4 波的相交和反射 53

    2.4 一维定常管流 57

    2.4.1 变截面管道中的流动 57

    2.4.2 收缩喷管 60

    2.4.3 拉瓦尔喷管 63

    第3章 工程热力学基础 65

    3.1 基本概念 65

    3.1.1 热力学和工程热力学 65

    3.1.2 热力学系统 66

    3.1.3 热力学系统状态及其状态参数 68

    3.1.4 热力学过程 69

    3.1.5 循环过程 70

    3.2 热力学第一定律 70

    3.2.1 热力学第一定律的实质和总表达式 70

    3.2.2 功 71

    3.2.3 热 73

    3.2.4 系统能量及其增量 73

    3.2.5 物质的迁移能 74

    3.2.6 热力学第一定律的应用表达式——能量方程 74

    3.3 热力学第二定律 75

    3.3.1 自然过程的不可逆性 76

    3.3.2 热力学第二定律的陈述 76

    3.3.3 热力学第二定律的数学描述 77

    3.4 气体热力性质 79

    3.4.1 理想气体 80

    3.4.2 混合气体 81

    3.4.3 气体的热力过程 83

    3.5 化学反应系统的热力学分析 84

    3.5.1 热力学第一定律应用于化学反应过程 84

    3.5.2 标准生成焓 85

    第4章 冲压发动机热力循环 86

    4.1 冲压发动机理想循环 86

    4.1.1 理想循环概念 86

    4.1.2 理想循环功 87

    4.2 冲压发动机实际循环 91

    4.2.1 理想循环和实际循环的差异 91

    4.2.2 实际循环的指示功、有效功与热效率 91

    4.2.3 影响实际循环有效功和热效率的因素 92

    4.3 理想冲压发动机气体动力学 92

    4.4 理想冲压发动机性能参数 96

    4.4.1 理想冲压发动机推力 96

    4.4.2 理想冲压发动机热效率 97

    4.4.3 理想冲压发动机推进效率 97

    4.4.4 理想冲压发动机总效率 98

    4.5 理想冲压发动机工作特性 99

    4.5.1 速度特性 99

    4.5.2 高度特性 100

    4.5.3 节流特性 102

    4.5.4 气动损失对冲压发动机性能的影响 102

    第5章 冲压发动机热力计算 105

    5.1 热力计算基本假设 105

    5.2 热力计算基本方程 107

    5.2.1 单位质量推进剂化学式和质量守恒方程 107

    5.2.2 化学反应式和化学反应平衡方程 109

    5.2.3 燃烧产物平衡组分逐次近似计算法 110

    5.2.4 计算燃烧产物平衡组分最小自由能法 113

    5.2.5 能量守恒方程 114

    5.2.6 等熵方程 115

    5.2.7 湿空气中水和干空气含量的计算 116

    5.2.8 理论空气量的计算 117

    5.3 燃烧室热力计算 117

    5.3.1 燃烧室热力计算方程组 117

    5.3.2 热力参数计算 122

    5.4 喷管热力计算 128

    5.4.1 喷管平衡流热力计算 128

    5.4.2 喷管冻结流热力计算 131

    5.4.3 喷管中平均等熵指数的计算 132

    5.5 有组分相变的热力计算 133

    5.5.1 计算平衡组分的物质的量 133

    5.5.2 确定相变组分两相物质的量 134

    5.6 发动机理论性能计算 135

    5.6.1 理论特征速度 135

    5.6.2 理论燃料比冲 136

    5.6.3 其余参数 136

    5.6.4 计算示例 137

    第6章 超声速进气道 139

    6.1 概述 139

    6.1.1 导弹与动力装置对进气道的要求 139

    6.1.2 进气道分类 139

    6.2 超声速进气道主要性能参数 140

    6.2.1 总压恢复系数 141

    6.2.2 流量系数 141

    6.2.3 阻力系数 142

    6.2.4 出口流场畸变指数 143

    6.3 进气道工作状态 144

    6.3.1 设计状态 144

    6.3.2 进气道流动状态 145

    6.4 超声速内压式进气道 145

    6.4.1 设计状态下的理想流动 146

    6.4.2 内压式进气道的“启动”问题 146

    6.4.3 内压式进气道启动问题的解决措施 147

    6.5 超声速外压式进气道 150

    6.5.1 外压式进气道形式 150

    6.5.2 外压式进气道气动原理 151

    6.5.3 配波理论 152

    6.6 超声速混压式进气道 153

    6.6.1 混压式进气道的气动原理 153

    6.6.2 混压式进气道的启动 154

    6.6.3 混压式进气道的节流特性 155

    6.7 超声速进气道的附面层 156

    6.7.1 超声速压缩面上的附面层 156

    6.7.2 进口内部激波与附面层干扰 158

    6.7.3 解决措施 159

    6.8 超声速进气道的不稳定工作 160

    6.8.1 进气道喘振 161

    6.8.2 进气道痒振 163

    6.9 常见超声速进气道与弹体的一体化设计问题 163

    6.9.1 二元进气道与轴对称进气道 163

    6.9.2 颏下进气道 165

    6.9.3 弹体-发动机-进气道的一体化设计问题 166

    6.10 超声速进气道设计流程和性能仿真 169

    6.10.1 超声速进气道设计流程 169

    6.10.2 超声速进气道性能仿真 172

    6.11 超声速进气道风洞试验与模型设计 174

    6.11.1 超声速进气道风洞试验 174

    6.11.2 超声速进气道模型设计 174

    6.11.3 超声速进气道性能参数的测量和数据处理 176

    第7章 燃烧室 181

    7.1 概述 181

    7.1.1 燃烧室基本组成 181

    7.1.2 燃烧室工作过程 182

    7.2 燃烧室加热规律 183

    7.2.1 等面积加热规律 184

    7.2.2 定压加热规律 192

    7.2.3 等马赫数加热规律 194

    7.3 燃烧室内液滴雾化、蒸发和燃烧 194

    7.3.1 液体燃料的供给 194

    7.3.2 液体燃料的雾化 195

    7.3.3 气流中液滴蒸发和燃烧 201

    7.4 可燃混合气的形成、着火和燃烧 203

    7.4.1 混合气的形成 203

    7.4.2 混合气的着火 203

    7.4.3 混合气的燃烧 204

    7.5 燃烧室火焰稳定方法 208

    7.5.1 钝体火焰稳定器 208

    7.5.2 气动式火焰稳定器 210

    7.5.3 突扩燃烧室 211

    7.6 贫氧固体推进剂的燃烧 212

    7.6.1 固体推进剂的热分解 212

    7.6.2 含能固体颗粒的着火与燃烧 213

    7.7 固体燃料冲压发动机燃烧室 217

    7.7.1 固体燃料冲压发动机原理和基本方案 217

    7.7.2 固体燃料冲压发动机燃烧室工作过程 217

    7.8 超燃冲压发动机燃烧室 225

    7.8.1 超声速燃烧初步分析 225

    7.8.2 液体燃料超燃冲压发动机燃烧室 228

    7.8.3 固体燃料超燃冲压发动机燃烧室 233

    第8章 固体火箭冲压发动机 238

    8.1 燃气发生器 238

    8.1.1 壅塞式燃气发生器 238

    8.1.2 非壅塞式燃气发生器 239

    8.1.3 燃气流量调节 240

    8.2 补燃室 246

    8.2.1 补燃室气体动力学 246

    8.2.2 补燃室流量特性 250

    8.2.3 补燃室燃烧特性 253

    8.3 火箭冲压发动机各部件耦合作用 259

    8.3.1 进气道与引射器耦合作用 259

    8.3.2 引射器与燃烧室耦合作用 260

    8.3.3 非壅塞燃气发生器与冲压发动机耦合作用 261

    8.4 补燃室无燃烧过程的火箭冲压发动机工作特性 267

    8.4.1 启动状态 267

    8.4.2 飞行状态 268

    8.5 固体火箭冲压发动机的工作特性 269

    8.5.1 固体火箭冲压发动机的速度特性 270

    8.5.2 固体火箭冲压发动机的高度特性 273

    8.5.3 固体火箭冲压发动机的流量调节特性 275

    8.6 整体式火箭冲压发动机 278

    8.6.1 整体式火箭冲压发动机的工作过程 278

    8.6.2 无喷管助推器的性能分析 279

    第9章 冲压发动机试验技术 285

    9.1 冲压发动机试验类型及试验系统 285

    9.1.1 飞行试验 285

    9.1.2 地面高空模拟试验 286

    9.2 自由射流进气模拟 290

    9.2.1 进气速度模拟 290

    9.2.2 进气温度模拟 294

    9.2.3 进气压力模拟 295

    9.2.4 反压模拟 296

    9.3 亚燃冲压发动机直连进气模拟 297

    9.3.1 直连进气模拟原理 297

    9.3.2 直连进气模拟试验数据处理 299

    9.4 超燃冲压发动机直连进气模拟 304

    9.4.1 基于压力测量的超燃冲压发动机性能评价 304

    9.4.2 基于推力测量的超燃冲压发动机性能评价 306

    9.5 直接燃烧加热对冲压发动机地面模拟性能影响的理论分析 309

    9.5.1 加热器工作过程分析 309

    9.5.2 污染空气对冲压发动机地面模拟性能的影响 310

    9.5.3 空气不加热对冲压发动机地面模拟性能的影响 313

    参考文献 314
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