發(fā)布時(shí)間：2020-10-10 05:14

　　 渦輪基組合循環(huán)(TBCC)發(fā)動機(jī)因高比沖、穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢己成為高超聲速推進(jìn)系統(tǒng)的主要發(fā)展方向之一。進(jìn)氣道作為TBCC發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣捕獲系統(tǒng),是將來流減速增壓的首要壓縮部件,進(jìn)氣道的總體性能直接制約著發(fā)動機(jī)寬馬赫數(shù)下工作的穩(wěn)定性。二元TBCC進(jìn)氣道發(fā)展迅速,傳統(tǒng)的斜楔式壓縮方式已較難滿足未來的推進(jìn)需求,為獲得壓縮效率高、性能好的進(jìn)氣系統(tǒng),探索全新壓縮方式的TBCC進(jìn)氣道具有重要的研究意義。本文通過多目標(biāo)組合優(yōu)化尋找到性能優(yōu)異的彎曲激波外壓段,基于彎曲激波壓縮的方式設(shè)計(jì)了沖壓通道和渦輪通道,在此基礎(chǔ)上提出了多種雙通道并聯(lián)方案進(jìn)行仿真和分析,探究了不同并聯(lián)布局對進(jìn)氣道性能的影響因素。(1)基于壁面壓力分布的反設(shè)計(jì)方法,借助優(yōu)化軟件對彎曲激波外壓段進(jìn)行多目標(biāo)組合優(yōu)化,結(jié)合該優(yōu)化結(jié)果,在寬馬赫數(shù)范圍內(nèi)設(shè)計(jì)了一系列不同內(nèi)收縮比的進(jìn)氣道氣動方案,并選取內(nèi)收縮比為1.45的優(yōu)選進(jìn)氣道與常規(guī)三楔進(jìn)氣道進(jìn)行了性能對比。研究表明:在Ma∞ =3,4,5的工況下優(yōu)選進(jìn)氣道流量系數(shù)相比于常規(guī)三楔進(jìn)氣道分別提高了 5.7%,8.6%,10.6%,隔離段出口總壓恢復(fù)系數(shù)在Mao=2.5,3,4,5時(shí)分別提高了3.6%,1.8%,5.5%,7.4%。(2)選取兩種性能較好的高超聲速進(jìn)氣道進(jìn)行三維流場仿真與分析,研究了側(cè)板起點(diǎn)位置不同時(shí)優(yōu)選進(jìn)氣道的性能變化規(guī)律,優(yōu)選方案與相同約束條件下常規(guī)三楔壓縮進(jìn)氣道的三維性能相比,非設(shè)計(jì)點(diǎn)流量系數(shù)及喉道總壓恢復(fù)更高,性能優(yōu)勢明顯。(3)提出多種二元彎曲激波壓縮TBCC進(jìn)氣道的并聯(lián)方案,在來流馬赫數(shù)為2.5,雙通道全開的條件下,對各方案進(jìn)行數(shù)值模擬,比較了各并聯(lián)方案的優(yōu)劣,特別研究了并聯(lián)方案中調(diào)節(jié)板彎曲段長度的變化對雙通道性能的影響。(4)在二維雙通道氣動模型的基礎(chǔ)上,渦輪通道采取方轉(zhuǎn)圓的型面,設(shè)計(jì)了二種TBCC進(jìn)氣道三維模型進(jìn)行流場分析,著重比較了各方案渦輪通道的性能。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V236;V438
【部分圖文】：

．．美國的Ｘ－４３Ｂ使用了一種經(jīng)典的外并聯(lián)式ＴＢＣＣ進(jìn)氣道，如圖１．５，該型進(jìn)氣道的逡逑渦輪、沖壓通道是單獨(dú)分開的，其前兩級壓縮板固定不動，通過改變其第三級壓縮板的逡逑角度位置來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通道的開關(guān)及流量分配。這種調(diào)節(jié)方式操作簡單，工程實(shí)現(xiàn)度高，逡逑為發(fā)動機(jī)適應(yīng)更寬廣的馬赫數(shù)范圍，保持較大的推力提供了相應(yīng)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為后續(xù)逡逑

．．美國的Ｘ－４３Ｂ使用了一種經(jīng)典的外并聯(lián)式ＴＢＣＣ進(jìn)氣道，如圖１．５，該型進(jìn)氣道的逡逑渦輪、沖壓通道是單獨(dú)分開的，其前兩級壓縮板固定不動，通過改變其第三級壓縮板的逡逑角度位置來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通道的開關(guān)及流量分配。這種調(diào)節(jié)方式操作簡單，工程實(shí)現(xiàn)度高，逡逑為發(fā)動機(jī)適應(yīng)更寬廣的馬赫數(shù)范圍，保持較大的推力提供了相應(yīng)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為后續(xù)逡逑

．－我國雖然對ＴＢＣＣ發(fā)動機(jī)的研宄起步較晚，但國內(nèi)院校和研究所都展開了大量的關(guān)工作，為我國ＴＢＣＣ發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)提供了豐富的研宄數(shù)據(jù)及方案參考。國內(nèi)主要以并聯(lián)型ＴＢＣＣ進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)為主。逡逑南京航空航天大學(xué)的張華軍，郭榮偉等人提出了一種內(nèi)并聯(lián)型ＴＢＣＣ進(jìn)氣道設(shè)計(jì)案，如圖１．６。并通過數(shù)值模擬和高速風(fēng)洞試驗(yàn)的手段對總體方案的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證［７

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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2 李文杰;葉蕾;;美國航空航天局渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展研究[J];戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù);2015年03期

3 張X元;;基于彎曲激波壓縮系統(tǒng)的高超聲速進(jìn)氣道反設(shè)計(jì)研究進(jìn)展[J];航空學(xué)報(bào);2015年01期

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7 王磊;張X元;金志光;張林;李永洲;;基于壁面壓力分布的二元高超聲速彎曲激波壓縮進(jìn)氣道反設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法[J];推進(jìn)技術(shù);2013年12期

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10 吳穎川;賀元元;余安遠(yuǎn);樂嘉陵;;展向截?cái)嗲娉瞬▔嚎s進(jìn)氣道氣動布局[J];航空動力學(xué)報(bào);2013年07期

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2 鄔鳳林;寬范圍可調(diào)內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道設(shè)計(jì)方法研究[D];南京理工大學(xué);2017年

3 劉q

本文編號：2834775