本文關(guān)鍵詞：基于GasTurb的進氣預(yù)冷卻技術(shù)對飛行器發(fā)動機性能的影響分析

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【摘要】：常規(guī)的航空渦輪發(fā)動機的飛行馬赫數(shù)一般不超過3.0,為了拓寬飛行器的飛行范圍,一種行之有效的方法是對進氣道中的來流空氣進行預(yù)冷卻。目前,可行的預(yù)冷卻方案主要包括兩種:一種是采用噴射裝置將冷卻劑直接噴入進氣道使之與空氣混合進行冷卻,另一種是加裝換熱器,空氣通過換熱器壁面與冷卻劑進行對流換熱從而得到冷卻。經(jīng)過預(yù)冷卻之后,來流空氣溫度降低,密度增加,壓氣機進口溫度上限得到提升,發(fā)動機的工作范圍得到大幅提升。本文根據(jù)進氣預(yù)冷卻原理,首先以雙軸混合渦扇發(fā)動機為研究對象,采用水作為冷卻劑,分別建立了噴水和換熱兩種預(yù)冷方案的數(shù)學模型;然后利用燃氣輪機總體性能計算軟件GasTurb,以渦扇發(fā)動機速度特性的基本特征為參考,在進氣滯止溫度不超過特定的上限的情況下,確定了研究對象的有效飛行范圍;最后,沿飛行軌跡計算了發(fā)動機在兩種預(yù)冷方案下的性能參數(shù)。結(jié)果分析表明,相比于無預(yù)冷措施而言,兩種預(yù)冷方案中發(fā)動機的性能都得到了顯著的提升。同時,比較兩種不同的方法可以發(fā)現(xiàn),換熱預(yù)冷卻方案對發(fā)動機推力、油耗性能方面的提升效果要好于噴水預(yù)冷方案,而在比沖性能上,噴水預(yù)冷方案更具優(yōu)勢;從發(fā)動機效率方面來說,雖然換熱預(yù)冷方案中發(fā)動機的壓氣機效率、熱效率以及總效率均優(yōu)于同條件下的噴水預(yù)冷方案,但是后者在推進效率上有其獨特的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：預(yù)冷卻 飛行器 渦扇發(fā)動機 GasTurb
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V235.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究概況9-16
• 1.3 主要研究的內(nèi)容16-18
• 2 航空發(fā)動機數(shù)學模型與性能評價指標18-32
• 2.1 航空發(fā)動機的工作原理18
• 2.2 航空發(fā)動機的建模方法18-20
• 2.3 航空發(fā)動機的數(shù)學模型20-28
• 2.4 航空發(fā)動機的性能評價指標28-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 預(yù)冷卻模型的研究方法32-41
• 3.1 GasTurb簡介32-35
• 3.2 仿真驗證35-36
• 3.3 仿真參數(shù)36-39
• 3.4 研究方案39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 研究結(jié)果與分析41-57
• 4.1 推力分析41-45
• 4.2 油耗分析45-49
• 4.3 比沖分析49-53
• 4.4 效率分析53-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 5 總結(jié)與展望57-59
• 5.1 本文總結(jié)57
• 5.2 課題展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-63

【相似文獻】

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本文編號：1029030