航空燃气轮机总体设计

《航空燃气轮机总体设计》主要介绍航空燃气轮机总体设计的内容、设计流程和基本设计方法，并融人工程研制的背景和相关科研经验，与现有教材和专著合理衔接，力求达到学科基本理论与工程实践应用相结合的目的，希望为读者提供系统、全面、细致的总体设计参考。
　　《航空燃气轮机总体设计》主要面向我国从事航空燃气轮机总体设计的设计人员，可以作为设计的工具书，也可以为高等院校从事相关专业和课题研究的教师及学生提供参考。

李孝堂，研究员，博士生导师，西北工业大学发动机设计专业毕业，现任中国航空发动机集团有限公司专职型号总师，主管燃气轮机研发工作，是某舰船用燃气轮机，国家863计划重大专项R0110（R0110A）重型燃气轮机，国家“两机”科技重大专项航改燃气轮机，QD70、QD185等燃气轮机型号总设计师，是中央直接掌握联系的高级专家，国家“两机”科技重大专项论证委委员，“十五”国家“863”计划能源领域燃气轮机重大专项总体专家组成员，“十一五”国家“863”计划重大项目“重型燃气轮机关键技术及系统”总体专家组成员。曾获得国防科学技术奖一等奖等国家和省部级科技成果奖14项，近年出版、发表论著18部/篇，获得专利9项；荣获国防科技工业“511”工程学术技术带头人、国防科技工业有突出贡献中青年专家、科学中国人年度人物、冯如科技精英奖等荣誉称号。

航空发动机及燃气轮机（以下简称“两机”）是航空飞行器、舰船和能源的核心装备，是实现国防现代化、确保国家安全的重大战略装备，直接关系到国防安全、经济发展和国家竞争力。为加快实现我国“两机”自主创新发展的战略转变，根据党和国家的战略决策部署，党中央国务院批准成立“两机”专项。该专项的实施，是突破战略瓶颈、实现自主创新和自主保障、增强我国国防和国家综合实力的重大战略决策。
　　航空发动机是飞机动力的源泉，被誉为“工业皇冠上的明珠”。作为飞机的心脏，飞机战技指标的不断提升以及国防力量的不断增强都离不开其技术的进步和发展。“两机”专项中统筹规划了航空燃气涡轮发动机的技术研究、设计改进和试验验证，力求夯实现有技术基础，为我国军队主战装备的使用发展和作战效能提升提供动力保障。
　　中国航空发动机集团有限公司和科学出版社共同策划了…两机’专项：航空发动机技术出版工程”，主要包含设计系列、试验系列和基础与综合系列，本书隶属于设计系列。本书以先进性与实用性相结合为主要特点，与现有教材和专著合理衔接，力求达到学科基本理论与工程实践应用相结合的目的，旨在为从事航空燃气轮机总体设计的工程人员提供技术指导和技术经验，也希望能为从事相关课题研究的教师和学生提供技术参考。
　　本书主要介绍航空燃气轮机总体设计相关的知识、内容和方法，并融入工程研制相关科研经验内容。主要包含总体设计的基本知识、设计流程、边界条件、稳态性能设计、瞬态性能设计、稳定性设计、总体结构构型、外廓和安装接口、总体设计指标、发动机试验测试监控等内容，将理论知识与工程实践相结合，希望为读者提供系统、全面、细致的总体设计参考。
　　本书由中国航发沈阳发动机研究所主责编制，西北工业大学参与编制。主编为中国航发沈阳发动机研究所刘永泉研究员，副主编为梁彩云研究员和施磊研究员，负责本书的策划和总体编写工作。书中第1章由王嘉瞳工程师和李大为高级工程师编写；第2章由张晓博副教授和李家瑞研究员编写；第3章由梁彩云研究员、李大为高级工程师编写；第4章由屠秋野教授和李兆红高级工程师编写；第5章由边家亮高级工程师编写；第6章由陈玉春教授、韩文俊高级工程师编写；第7章由陈玉春教授、屠秋野教授、贾瑞琦高级工程师编写；第8章由施磊研究员、潘宝军工程师编写；第9章由陈玉春教授、屠秋野教授、李家瑞研究员和白伟高级工程师编写；第10章由胡伟佳高级工程师编写；第11章由王军研究员编写；第12章由刘亚君高级工程师编写。在此，对中国航发沈阳发动机研究所和西北工业大学所有参与本书编撰的专家和作者表示感谢。
　　航空燃气轮机总体设计的原理和方法烦琐复杂，本书的编写内容基于目前已有认识提炼而来，由于编著者的水平和认知有限，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。

涡轮机械与推进系统出版项目·序
“两机”专项：航空发动机技术出版工程·序
前言

第1章 概述
1．1 航空燃气轮机
1．1．1 航空燃气轮机分类
1．1．2 航空燃气轮机的性能指标
1．1．3 新型航空燃气轮机技术简介
1．2 总体设计概述
1．2．1 总体设计的内涵和职责
1．2．2 总体设计工作内容
1．2．3 总体设计的步骤

第2章 总体性能设计基本知识
2．1 常用术语定义
2．1．1 循环参数
2．1．2 性能参数
2．1．3 工作状态
2．1．4 整机特性
2．2 总体性能设计主要内容
2．2．1 总体性能方案设计主要内容
2．2．2 设计点性能设计原则
2．2．3 影响非设计点计算精度的几个因素
2．3 截面参数定义
参考文献

第3章 总体设计基本流程
3．1 总体设计阶段划分
3．2 总体设计流程
3．2．1 流程的定义
3．2．2 方案设计流程
3．2．3 架构设计流程

第4章 边界条件——设计目标和设计约束
4．1 第一类边界条件
4．1．1 工作包线
4．1．2 典型点推力和耗油率
4．1．3 推力瞬态性能
4．1．4 迸发匹配需求
4．1．5 飞机引气和功率提取
4．1．6 外廓尺寸和重量
4．1．7 飞发接口要求
4．1．8 寿命需求
4．1．9 军用发动机的隐身需求
4．1．10 民用发动机的环保需求
4．2 第二类边界条件
4．2．1 压气机边界条件
4．2．2 燃烧室边界条件
4．2．3 涡轮边界条件
4．2．4 加力燃烧室边界条件
……
第5章 设计点设计
第6章 非设计点稳态设计
第7章 总体结构构型设计
第8章 气动稳定性设计
第9章 过渡态性能设计
第10章 外廓和安装接口
第11章 总体对各部件设计要求
第12章 发动机整机试验、测试及监控规划