本文關鍵詞：TBCC發(fā)動機的建模與過渡段性能優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：渦輪基組合循環(huán)（Turbine-Based-Combined-Cycle，TBCC）發(fā)動機由于其性能的優(yōu)越性，被認為是雙級入軌的可重復使用運載器第一級推進裝置的最好的選擇之一。TBCC發(fā)動機性能模型的建立，發(fā)動機特性的分析與性能的優(yōu)化，都具有重要的意義。 通過對渦輪沖壓組合循環(huán)發(fā)動機的串聯(lián)式布局與并聯(lián)式布局進行比較與優(yōu)劣分析，在綜合考慮經濟性和適用性等各方面要素之后，，本文認定并聯(lián)式布局更適合作為本文的研究對象。 本文進行了渦扇發(fā)動機在設計點的氣動熱力計算，選取了合適的渦扇發(fā)動機調節(jié)規(guī)律，根據發(fā)動機穩(wěn)定工作時的熱力學平衡方程，建立了渦扇發(fā)動機的穩(wěn)態(tài)性能模型，得到了渦扇發(fā)動機的特性曲線。通過對發(fā)動機在是否加力下的性能的比較，確定了采用加力燃燒室的渦扇發(fā)動機。并根據相同方法進行了沖壓發(fā)動機的模型建立與特性曲線求取。 根據課題的背景，確定了發(fā)動機的模式轉換馬赫數(shù)和飛行條件，從而確定了過渡階段的飛行條件。再根據兩種發(fā)動機各自的性能模型與共同工作時的工作狀態(tài)，建立了發(fā)動機在過渡階段的性能模型，得到了過渡階段發(fā)動機的推力曲線和耗油率曲線。 為改善發(fā)動機的推力變化趨勢，避免過渡階段推力突然減小的狀況出現(xiàn)，并進一步挖掘發(fā)動機潛力，本文利用序列二次規(guī)劃算法進行了發(fā)動機的性能優(yōu)化，并選取沖壓推力最大為優(yōu)化指標。從優(yōu)化結果來看，該算法可以較好地解決上述問題，并且優(yōu)化的結果十分明顯。
【關鍵詞】：TBCC 發(fā)動機性能模型 發(fā)動機特性 序列二次規(guī)劃 發(fā)動機性能尋優(yōu)
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：V235.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景與意義8-9
• 1.2 可重復使用運載器研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 TBCC 的國內外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1. 美國的 TBCC 研究11-12
• 1.3.2. 日本的 TBCC 研究12
• 1.3.3. 其他國家的 TBCC 研究12-13
• 1.3.4. 國內研究現(xiàn)狀13
• 1.4 航空發(fā)動機性能尋優(yōu)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.5 本文主要研究內容14-16
• 第2章 可重復使用運載器推進系統(tǒng)原理分析16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 渦輪發(fā)動機的熱力循環(huán)分析16-20
• 2.2.1 渦噴發(fā)動機的理想循環(huán)16-17
• 2.2.2 混合排氣渦扇發(fā)動機的理想循環(huán)17-18
• 2.2.3 加力式渦輪發(fā)動機的理想循環(huán)18-19
• 2.2.4 渦輪發(fā)動機的實際循環(huán)19
• 2.2.5 渦輪發(fā)動機的選取19-20
• 2.3 沖壓發(fā)動機的實際循環(huán)20
• 2.4 渦輪沖壓組合發(fā)動機的組合循環(huán)與布局分析20-23
• 2.4.1 組合循環(huán)的概念介紹20-21
• 2.4.2 組合發(fā)動機不同布局的介紹與選取21-23
• 2.5 本章小結23-24
• 第3章 TBCC 組合循環(huán)發(fā)動機部件級模型建立24-41
• 3.1 引言24
• 3.2 渦扇發(fā)動機性能模型建立24-37
• 3.2.1. 渦扇發(fā)動機氣動熱力計算與分析24-29
• 3.2.2. 渦扇發(fā)動機穩(wěn)態(tài)模型建立29-33
• 3.2.3. 混合排氣渦扇發(fā)動機的特性計算與分析33-37
• 3.3 沖壓發(fā)動機性能模型建立37-40
• 3.3.1. 沖壓發(fā)動機性能模型37-39
• 3.3.2. 沖壓發(fā)動機特性39-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第4章 發(fā)動機過渡階段特性分析41-47
• 4.1. 引言41
• 4.2. 飛行條件41-42
• 4.2.1. 確定轉換馬赫數(shù)41
• 4.2.2. 飛行條件41-42
• 4.3. 過渡階段穩(wěn)態(tài)性能建立42-43
• 4.4. 過渡階段性能分析43-46
• 4.4.1. 過渡階段推力變化曲線43-44
• 4.4.2. 過渡階段耗油率變化曲線44-46
• 4.5. 本章小結46-47
• 第5章 過渡階段發(fā)動機性能優(yōu)化47-53
• 5.1. 引言47
• 5.2. 序列二次規(guī)劃算法47-50
• 5.3. SQP 算法在發(fā)動機性能尋優(yōu)中的應用50-51
• 5.4. 仿真結果51-52
• 5.5. 本章小結52-53
• 結論53-55
• 參考文獻55-59
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文59-61
• 致謝61

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前5條

1 李剛團;李繼保;周人治;;渦輪-沖壓組合發(fā)動機技術發(fā)展淺析[J];燃氣渦輪試驗與研究;2006年02期

2 王永勝;王占學;劉增文;馬會民;;并聯(lián)式渦輪沖壓組合發(fā)動機安裝性能數(shù)值模擬[J];推進技術;2011年03期

3 程曉軍;范育新;宮繼雙;韓啟祥;王家驊;;TBCC內涵流動模擬試驗模型設計及研究[J];推進技術;2013年02期

4 許紅英;侯丹;陳杰;屠空;;美空軍發(fā)射X-37B飛行器簡析[J];中國航天;2010年06期

5 靳穎;;揭秘X-37B[J];中國航天;2011年05期

  本文關鍵詞：TBCC發(fā)動機的建模與過渡段性能優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：338773