高超聲速推進(jìn)技術(shù)在軍事打擊、空天運(yùn)輸、空間開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域均有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值,其相關(guān)技術(shù)在國(guó)防軍事領(lǐng)域有著不可替代的地位。組合式推進(jìn)系統(tǒng)由于工作包線(xiàn)寬廣、應(yīng)用價(jià)值高、可地面自起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),作為最有希望的雙級(jí)入軌第一級(jí)運(yùn)載器受到美國(guó)、日本、德國(guó)、俄羅斯等多個(gè)軍事強(qiáng)國(guó)的關(guān)注,各國(guó)均對(duì)該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展了的探索與研究,其中部分國(guó)家已經(jīng)開(kāi)展了試驗(yàn)研究。就目前的研究進(jìn)展來(lái)看,組合發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)技術(shù)還存在許多技術(shù)難題亟待攻關(guān),其中非常重要的是組合發(fā)動(dòng)機(jī)控制問(wèn)題,本文針對(duì)組合發(fā)動(dòng)機(jī)在安全邊界探究與控制方面面臨的挑戰(zhàn),對(duì)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展了研究。首先,開(kāi)展了TBCC組合發(fā)動(dòng)機(jī)建模研究。通過(guò)部件級(jí)建模方法對(duì)外并聯(lián)式組合進(jìn)氣道、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)建立集中參數(shù)數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而集成為T(mén)BCC組合發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型,通過(guò)定義安全裕度將安全特性引入模型當(dāng)中,并在Matlab\Simulink平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算模型搭建。該計(jì)算模型可以實(shí)現(xiàn)組合發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪模態(tài)、沖壓模態(tài)、模態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程的仿真計(jì)算,分析不同模態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)特性,為后續(xù)的控制研究提供參考。其次,分析了TBCC組合發(fā)動(dòng)機(jī)的安全特性及安全特性下的調(diào)節(jié)規(guī)律。確定了描述安全邊界的可測(cè)量物... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：116 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖隨馬赫數(shù)的變化

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面均取得了一定程度的突破，為后續(xù)的研究提供的寶貴的研究經(jīng)驗(yàn)。緊接 NASP 計(jì)劃之后，美國(guó)在 1996 啟動(dòng)了更加側(cè)重于尖端技術(shù)研究的 Hyper-X 計(jì)劃。在該高超聲速計(jì)劃下，一系列試驗(yàn)飛行器先后被研制，其中產(chǎn)生比較大影響力的是 X-43A 和 X-43B 試驗(yàn)飛行器，后續(xù)又研發(fā)了 X-43C 和X-43D[13-15]。X-43A 所搭載的推進(jìn)系統(tǒng)為超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，在研發(fā)期間進(jìn)行了兩次飛行試驗(yàn)驗(yàn)證該推進(jìn)系統(tǒng)的加速與巡航性能，其中在第二次飛行試驗(yàn)中 X-43A 成功加速到了 Ma7.0，是當(dāng)時(shí)吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)可加速的最高飛行馬赫數(shù)；不同于X-43A 的單一發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，X-43B 試驗(yàn)飛行器采用了組合發(fā)動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)系統(tǒng)，其創(chuàng)新性的采用了含有渦輪模態(tài)和沖壓模態(tài)的變循環(huán) TBCC 組合發(fā)動(dòng)機(jī)，并驗(yàn)證了組合發(fā)動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)裝置的可能性。

[13-15]。X-43A 所搭載的推進(jìn)系統(tǒng)為超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，在研發(fā)期間進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)證該推進(jìn)系統(tǒng)的加速與巡航性能，其中在第二次飛行試驗(yàn)中 X到了 Ma7.0，是當(dāng)時(shí)吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)可加速的最高飛行馬赫數(shù)； 的單一發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，X-43B 試驗(yàn)飛行器采用了組合發(fā)動(dòng)機(jī)作為創(chuàng)新性的采用了含有渦輪模態(tài)和沖壓模態(tài)的變循環(huán) TBCC 組合發(fā)動(dòng)組合發(fā)動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)裝置的可能性。(a)X-43A (b)X-43B圖 1-2 X-43 系列高超聲速飛行器概念圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]外并聯(lián)式TBCC組合發(fā)動(dòng)機(jī)的建模與特性分析[D]. 尹朝林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]高超聲速飛行器飛行/推進(jìn)一體化建模與控制方法研究[D]. 張?chǎng)H鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]TBCC發(fā)動(dòng)機(jī)的建模與過(guò)渡段性能優(yōu)化[D]. 趙鈺琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]高超聲速飛行器飛推一體化氣動(dòng)性能與優(yōu)化研究[D]. 桂豐.南京航空航天大學(xué) 2013
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本文編號(hào)：3594910