沖壓發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單,推重比大,但是其不能自身起動,需要助推器加速到一定速度才能工作,而其與渦噴發(fā)動機或渦扇發(fā)動機組合作為航空發(fā)動機使用時,又喪失了沖壓發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。本文是以一種分布式壓縮、旋流沖壓發(fā)動機發(fā)明專利為選題依據(jù)。它利用旋流沖壓,解決了現(xiàn)有沖壓發(fā)動機不能低速啟動和適應(yīng)各種工況的問題。根據(jù)某微型渦噴發(fā)動機的壓氣機為基礎(chǔ),設(shè)計了同軸的兩級離心壓氣機,并對其進(jìn)行數(shù)值計算,展開了性能研究。主要內(nèi)容如下:1.通過ANSYS Bladegen對第一級離心葉輪進(jìn)行設(shè)計,使用貝塞爾曲線對葉輪葉片的傾角、厚度進(jìn)行調(diào)節(jié),模擬不同靜壓出口得到壓比與效率的最高點,接近工作點。2.分別對0%、3%、6%葉高的葉尖間隙進(jìn)行研究,結(jié)果表明,葉尖間隙存在時會使葉輪輪罩面發(fā)生泄漏,加劇二次流的影響,但是葉尖間隙存在可以減弱葉輪出口的高速射流。通過對第一級擴壓器的設(shè)計與第一級整機的數(shù)值模擬,得到了出口溫度與出口壓力。3.對回流器進(jìn)行設(shè)計,分析了葉片數(shù)為8、9、10的回流器內(nèi)部流動情況,表明回流器葉片越多,回流器出口壓力、速度分布更均勻,但是出口壓力減小的較多。4.完成第二級離心壓氣機設(shè)計,對兩級離心壓氣機進(jìn)行數(shù)值模擬,總壓比達(dá)到了10.6。同時,在組合模擬時,第二級擴壓器出口以及蝸殼出口的氣體壓力都要比分級模擬時的壓力小些,這是由連接面流體流動不均勻造成的。5.對模擬噴管進(jìn)行設(shè)計,在高壓條件下,給予不同流量的入口條件做數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)有兩組壓氣機工作時,噴管出口的速度可以達(dá)到聲速,為沖壓發(fā)動機正常運行提供了條件。本文的研究結(jié)果表明,兩組兩級離心壓氣機與模擬噴管組合時,可以使噴管速度達(dá)到聲速,即沖壓發(fā)動機可以靜態(tài)啟動,為分布式壓縮、旋流沖壓發(fā)動機的研發(fā)提供了技術(shù)支持。
【學(xué)位單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V235.21
【部分圖文】：

圖 1-1 分布式壓縮、旋流沖壓發(fā)動機原理圖發(fā)動機啟動時，壓氣泵將由電動機驅(qū)動首先工作來推動氦氣的循環(huán)流動，進(jìn)而一部分小型渦輪機系統(tǒng)吸入空氣，經(jīng)過燃燒室中點火燃燒后，通過高溫?fù)Q熱器來氦氣所需的能量，壓氣泵用來壓氣冷卻氦氣，這時打開所有小型渦輪機系統(tǒng)，供機身足夠的空氣流量，當(dāng)空氣旋流的速度達(dá)到超音速時，發(fā)動機即啟動完成。發(fā)動機工作時，空氣由各個小型渦輪機系統(tǒng)的進(jìn)口吸入，進(jìn)入旋流發(fā)生器，產(chǎn)熱氣流分離的現(xiàn)象，同時產(chǎn)生超聲速旋流，流經(jīng)導(dǎo)向葉片和沖壓錐體后被壓縮，空氣再進(jìn)入燃燒室，通過噴嘴噴射的燃料被混合并燃燒，并從尾噴嘴管噴出以產(chǎn)力。在此過程中，小型渦輪機系統(tǒng)的渦輪是由氦氣的循環(huán)來推動的。氦氣首先在換熱器和高溫?fù)Q熱器中被升溫加熱，推動渦輪轉(zhuǎn)動后，進(jìn)入低溫?fù)Q熱器被冷卻，再次回到中溫?fù)Q熱器和高溫?fù)Q熱器中被升溫加熱。氦氣這樣持續(xù)循環(huán)工作來推動旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使分布式壓縮、旋流沖壓發(fā)動機正常工作。.2 幾種新型發(fā)動機國內(nèi)外現(xiàn)狀1.2.1 旋轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動機

圖 1-2 旋轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動機結(jié)構(gòu)冷卻動壓交換機，可以提高發(fā)動機的機械性僅可以增加發(fā)動機的效率，而且能夠減少燃 40 年代，國外開始研究波轉(zhuǎn)子技術(shù)。在 19[12]。在上個世紀(jì)末，西方又再次展開波轉(zhuǎn)子多吸引人的優(yōu)點，而且在國外已有廣泛的研廣泛使用，并且國內(nèi)工程技術(shù)人員對其了解渦輪機的轉(zhuǎn)速，因此材料的應(yīng)力很�。唬�2）相對而言比較低；（3）波轉(zhuǎn)子通道中的流體是其通道比渦輪機通道葉片具有更好的耐腐波轉(zhuǎn)子技術(shù)性能優(yōu)勢很強，但在此項技術(shù)依題，如密封和熱膨脹。在波轉(zhuǎn)子的設(shè)計中，轉(zhuǎn)子又要求運行與外罩間隙盡可能小，在使

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文管高速噴出，產(chǎn)生主要推力； 第二路直接進(jìn)入沖壓發(fā)動機，產(chǎn)生部分推力。與渦輪—沖壓組合發(fā)動機相比，Sabre 的a2-5.5，比沖相當(dāng)?shù)那闆r下，推重比要比傳統(tǒng)渦輪發(fā)動機或20]。當(dāng)在海拔高的地段飛行時，速度要達(dá) Ma5.5，Sabre 發(fā)提高飛機的速度并達(dá)到軌道速度。Sabre 發(fā)動機的兩種不重要部件，如渦輪泵和可調(diào)節(jié)的尾部噴嘴，都能減輕發(fā)動
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