帶旁路引氣的混合擴(kuò)壓器是渦噴/沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分,起到混合主流燃?xì)夂团月芬龤�、調(diào)節(jié)加力燃燒室和隔熱屏進(jìn)口速度分布等作用。本文針對(duì)帶旁路引氣的混合擴(kuò)壓器,開(kāi)展三維流場(chǎng)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究,分析結(jié)構(gòu)參數(shù)和氣動(dòng)參數(shù)對(duì)混合擴(kuò)壓器流場(chǎng)和氣動(dòng)性能的影響。主要工作內(nèi)容包括:采用Fluent軟件,計(jì)算分析混合擴(kuò)壓器擋板結(jié)構(gòu)參數(shù)、旁路通道結(jié)構(gòu)參數(shù)、引氣氣動(dòng)參數(shù)、背壓對(duì)混合擴(kuò)壓器流場(chǎng)和氣動(dòng)性能的影響。計(jì)算結(jié)果表明:隔熱屏進(jìn)口速度不均勻度隨擋板長(zhǎng)度、高度以及旁路通道直徑、引氣入射角等結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化并不單調(diào),存在一個(gè)最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)使得隔熱屏進(jìn)口速度均勻性最好,在本文的研究范圍中,擋板長(zhǎng)度為180mm、擋板高度為57.8mm、旁路通道直徑為100mm、引氣入射角為30~o時(shí),隔熱屏進(jìn)口速度均勻性較好,速度不均勻度范圍為0.81~1.18;隨著隔熱屏出口背壓的降低或加力燃燒室出口背壓的升高,隔熱屏進(jìn)口流量和總壓恢復(fù)系數(shù)均有所上升,而隔熱屏進(jìn)口的速度不均勻度變化不大;引氣總壓增大后,將顯著增加隔熱屏的進(jìn)氣量,總壓恢復(fù)系數(shù)隨之降低,引氣總壓較小時(shí),相鄰兩路引氣間隔熱屏進(jìn)氣量很小,速度均勻性較差。設(shè)計(jì)和搭建了混合擴(kuò)壓器縮比模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),以進(jìn)氣馬赫數(shù)為相似準(zhǔn)則,試驗(yàn)測(cè)試了混合擴(kuò)壓器在不同涵道比、溫比狀態(tài)下的氣動(dòng)性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,隔熱屏進(jìn)口速度系數(shù)以沖壓引氣位置為中心呈現(xiàn)中間和兩邊小的基本對(duì)稱分布特點(diǎn);當(dāng)涵道比為0.317時(shí),隔熱屏進(jìn)口速度均勻性較好,速度不均勻度范圍為0.69~1.17;溫比為2.33時(shí)隔熱屏進(jìn)口速度均勻性最差,溫比為2.0時(shí),隔熱屏進(jìn)口速度均勻性較好,其值范圍為0.791~1.123;總壓恢復(fù)系數(shù)基本不隨涵道比和溫比發(fā)生變化。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V231.3
【部分圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒 論1.1 研究背景自從人類的身影翱翔在天空之上，人類對(duì)飛行速度和高度的要求就日益增加，尤其是進(jìn)21 世紀(jì)以后，如何實(shí)現(xiàn)低成本的有效運(yùn)輸、對(duì)敵方目標(biāo)的快速打擊、以及高性能的軍事偵查等這些迫切的飛行需求使得人們對(duì)研究和制造遠(yuǎn)程、高效的飛行器投入了大量的人力物力，高聲速飛行器如圖 1.1 所示，而能否取得高超聲速飛行器的重大突破，其關(guān)鍵在于發(fā)動(dòng)機(jī)裝置進(jìn)展。

圖 1.2 變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)后 VABI 示意速高空偵察機(jī)(SR-71)的 J-58 渦噴/沖壓組合發(fā)動(dòng)構(gòu)采用了帶旁路引氣的混合擴(kuò)壓器，J-58 發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)以典型渦噴噴氣方式工作；當(dāng)馬赫數(shù)大于氣活門打開(kāi)，部分氣流通過(guò)連接的 6 根粗管繞過(guò)后燒室參與燃燒；當(dāng)馬赫數(shù)大于 3 時(shí)，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)分空氣通過(guò)混合擴(kuò)壓器直接進(jìn)入到加力燃燒室，，其研究成果很少公開(kāi)。

圖 1.2 變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)后 VABI 示意曾服役于黑鳥(niǎo)超聲速高空偵察機(jī)(SR-71)的 J-58 渦噴/沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其不同工作模式切換時(shí)氣流流量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用了帶旁路引氣的混合擴(kuò)壓器，J-58 發(fā)動(dòng)機(jī)如圖 1.3 所示[15~18]。當(dāng)飛行馬赫數(shù)小于 2.2 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)以典型渦噴噴氣方式工作；當(dāng)馬赫數(shù)大于 2.2 時(shí)，第 4 級(jí)壓氣機(jī)后的 24 個(gè)內(nèi)部旁路放氣活門打開(kāi)，部分氣流通過(guò)連接的 6 根粗管繞過(guò)后幾級(jí)壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪，直接流入加力燃燒室參與燃燒；當(dāng)馬赫數(shù)大于 3 時(shí)，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)處于風(fēng)車或空中慢車狀態(tài)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分空氣通過(guò)混合擴(kuò)壓器直接進(jìn)入到加力燃燒室，發(fā)動(dòng)機(jī)處于沖壓工作模式。但因?yàn)楸Ｃ艿脑�，其研究成果很少公開(kāi)。

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