民用航空發動機概論：圖解式活塞與渦輪噴射發動機入門(電子書)

本書以圖解式、系統式、簡明式以及條列式的文字說明，以實用與就業做為編寫的導向，不引用枯燥的數學演練，希望能讓對航空發動機一無所知的讀者，能夠快速又完整地獲得正確的航空發動機的知識與觀念。

陳大達（筆名：小瑞老師）

學歷：
國立交通大學機械研究所博士
中正理工學院兵器工程系航空組碩士
中正理工學院航空系學士
經歷：
空軍航空技術學院航空系助理教授
大學地面修護人員（CAA）學科講師
經國號戰機修護人員訓練教官
經國號戰機修護管制官
空軍司令部武器系統分析官
大學及公職考試多年授課資歷
民航特考相關著作：
飛行原理重點整理及歷年考題詳解──民航特考：飛航管制、航空通信考試用書
空氣動力學重點整理及歷年考題詳解──民航特考：航務管理考試用書
航空工程（飛行原理）概論與解析
空氣動力學概論與解析

作者序
一、航空發動機是飛機產生動力的核心裝置，在航空的發展史上，飛機的性能的提升可說是隨著發動機的性能增進而成長。飛機所使用航空發動機的種類也決定的飛機的特性與用途，對於一個從事發動機的工作人員來說，他最重要的不是扳手，而是對發動機應有的認知與觀念。
二、由於飛機的性能取決於航空發動機，再加上很多的飛安事件是因為發動機功能異常所引起的，所以民航局在2012年將「航空發動機」列為今後民航局「飛航管制」與「航空駕駛」考試中，在飛行原理考試科目的重點。
三、航空發動機這門學科如果不接觸發動機實體很難入門，沒有系統性的介紹，又很難有正確的觀念，市面上雖然有許多圖解式航空發動機書籍，但都是介紹片斷的知識，反而讓人一知半解，而理論性的航空發動機書籍，又讓初學者不知道如何著手研讀。有鑑於此，本書利用圖解式、系統式、簡明式以及條列式的文字說明，以實用與就業做為編寫的導向，而盡量不引用枯燥的數學演練，希望能讓對航空發動機一無所知的讀者，能夠快速又完整地獲得正確的航空發動機的知識與觀念。也希望本書能成為一本介紹航空發動機的入門書籍，不僅可以做為民航局在「飛航管制」與「航空駕駛」考試中的參考，更可做為對航空工程有興趣學生的課外讀物以及二專、二技、大學航空相關課程使用。
四、本書能夠出版首先感謝本人已故父母陳光明先生與陳美鸞女士的大力栽培，內人高瓊瑞女士在撰稿期間諸多的協助與鼓勵。除此之外，承蒙秀威資訊科技股份有限公司惠予出版以及蔡曉雯與賴英珍二位小姐的細心編排，在此一併致謝。
五、或許在排版上會因為希望配合圖解的說明以及讓讀者能以最清楚與最方便的模式閱讀而選擇間隔。在此，希望讀者們見諒。

作者序
第一篇　航空發動機的基礎知識
第一章　航空發動機的分類
第一節　飛機發動機的定義
一、飛機的定義
二、飛機發動機的功能
第二節　航空發動機的種類
一、活塞式發動機
二、衝壓發動機
三、渦輪發動機
第三節　航空發動機的分類
一、依據產生動力的大小來分類
二、依據燃燒是否仰賴空氣來分類
三、依據是否有壓縮器來分類
四、依據產生推進動力的原理來分類
第四節　發動機的演進史
第五節　發動機的設計要求
一、民用飛機在發動機設計上的一般要求
二、軍用飛機在發動機設計上的一般要求
第二章　基礎觀念介紹
第一節　飛行環境
一、定義
二、國際標準大氣的規定
三、飛行環境的大氣變化
第二節　熱力學基礎知識
一、專有名詞介紹
二、能量轉換規律（熱力學三大定律）
三、可逆過程
四、理想氣體
五、等熵過程（可逆絕熱過程）
第三節　流體力學基礎知識
一、氣流特性
二、穩定流動的質量守恆定理
三、音（聲）速與震波
四、噴口面積法則（等熵管流的速度與壓力
隨截面變化的情形）
第二篇　航空發動機介紹
第三章　活塞式航空發動機的基礎概念
第一節　活塞式飛機的制動原理與應用限制
一、活塞式飛機的制動原理
二、活塞式飛機的應用限制
第二節　活塞式飛機的動力裝置
第三節　活塞式飛機動力裝置的制動原理
一、活塞式發動機的制動原理
二、螺旋槳制動原理
第四節　活塞式飛機動力裝置的動力與效率
一、活塞式航空發動機的動力與效率
二、螺旋槳的效率
第五節　活塞式航空發動機與燃氣渦輪發動機的差異
一、就穩定性來看
二、就使用的燃油來看
三、就成本性來看
四、就使用性來看
五、就產生的動力大小來看
第四章　民用運輸機的動力裝置（燃氣渦輪發動機）
第一節　渦輪噴射發動機
一、噴氣式飛機產生推力的原理
二、渦輪噴射發動機的工作原理
三、渦輪噴射發動機的特性
四、渦輪噴射發動機的推力
五、噴射發動機的效率
六、渦輪噴射發動機的性能簡介
第二節　渦輪螺旋槳發動機
一、渦輪螺旋槳飛機產生推力的原理
二、渦輪螺旋槳發動機的工作原理
三、渦輪螺旋槳發動機的優缺點分析
第三節　渦輪風扇發動機
一、渦輪風扇發動機產生推力的原理
二、渦輪風扇發動機的工作原理
三、旁通比的定義
四、渦輪風扇發動機的性能簡介
第三篇　渦輪噴射發動機的基本部件
第五章　渦輪噴射發動機的基本部件（一）――冷段部件
第一節　進氣道
一、基本觀念
二、進氣道的功用
三、進氣道的設計原則
四、進氣道的工作原理
五、進氣道的構造
第二節　壓縮器
一、壓縮器的功用
二、壓縮比的定義
三、壓縮器的設計原則
四、壓縮器的分類
五、雙軸式壓縮器
六、壓縮器之失速
第六章　渦輪噴射發動機的基本部件（二）――熱段部件
第一節　燃燒室
一、基本觀念
二、燃燒室的功用與設計原則
三、燃燒室的分類
第二節　渦輪
一、渦輪的功用與結構
二、基本觀念
三、渦輪的分類
四、潛伸
第三節　噴嘴
一、噴嘴的功用與制動原理
二、次音速噴嘴
第四篇　渦輪噴射發動機其他部件以及一般常見故障
第七章　渦輪噴射發動機的次要部件與輔助工作系統
第一節　次要部件
一、推力反向器
二、噪音抑制器（消聲降噪措施）
三、後燃器
四、細腰噴嘴（超音速噴嘴）
第二節　輔助工作系統
一、燃油系
二、滑油系
三、啟動系與輔助動力系
四、點火系
五、自動重燃系
六、防冰系
第八章　影響渦輪噴射發動機推力的因素與一般常見的故障
第一節　影響渦輪噴射發動機推力的因素
一、基本觀念
二、影響渦輪噴射發動機推力的因素
第二節　評定渦輪噴射發動機性能的指標
一、推力重量比
二、體積的尺寸
三、安全可靠性
四、燃油消耗率
五、壽命的長短
六、維修方便性
第三節　一般常見的故障
一、壓縮器失速
二、超溫
三、外物損傷
四、熄火
五、震動
參考文獻

第一章 航空發動機的分類
所謂航空器是指在大氣層內飛行的器械（飛行器），任何航空器都必須產生一個大於自身重量的向上力，才能升入空中。根據產生向上力的基本原理的不同，航空器可區分為兩大類：一、輕於空氣的航空器，例如：熱氣球和飛艇。二、重於空氣的航空器：例如：飛機和直升機。本書提及的發動機是指飛機發動機，也就是指搭載在飛機上的動力裝置。
第一節 飛機發動機的定義
一、飛機的定義
由動力裝置產生前進的拉力或推力，由固定機翼產生升力，在大氣層中飛行的重於空氣的航空器稱為飛機。無動力裝置的滑翔機、以旋翼作為主要升力來源的直升機以及在大氣層外飛行的航太飛機都不屬於飛機的範圍。飛機活動的範圍主要是在離地25公里以下的大氣層內（民航機活動的範圍大約是在離地10公里），在大氣層內飛行是飛機的基本特點。

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航空小常識
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滑翔機與飛機的根本區別是：滑翔機升高以後不是用動力，而靠自身重力在飛行方向的分力向前滑翔。雖然有些滑翔機裝有小型發動機（我們稱之為動力滑翔機），但是發動機功用是要在滑翔飛行前用來獲得初始高度。