渦輪沖壓組合發(fā)動機部件設(shè)計方法及內(nèi)流場模擬研究.pdf

1、為了適應(yīng)高超聲速飛行器對作戰(zhàn)性能和寬廣的飛行包線的要求，組合發(fā)動機紛紛被國外各國所重視，而渦輪沖壓組合發(fā)動機由于渦輪和沖壓發(fā)動機技術(shù)成熟性和潛在的優(yōu)勢，對于遠程高超聲速飛行器動力裝置格外具有吸引力。美國、日本等國都在渦輪沖壓組合發(fā)動機方面做出了重大的技術(shù)突破。對于在此方面技術(shù)力量比較薄弱的我國來說，進行渦輪沖壓組合發(fā)動機基礎(chǔ)方面的研究顯得尤為重要，有其重要的研究價值和意義。 本文對渦輪沖壓組合發(fā)動機主要部件進行了設(shè)計和研究根據(jù)

2、高超聲速飛行器的特點，在進氣道設(shè)計過程中，根據(jù)等激波強度理論，進行波系配置，設(shè)計了一種外壓式進氣道。給出了一種亞音速方轉(zhuǎn)圓擴壓器的設(shè)計方法，并對中心線形狀、型面變化規(guī)律和擴張角等進行了選擇和說明。在沖壓發(fā)動機燃燒室的設(shè)計中，給出了V型槽火焰穩(wěn)定器的設(shè)計方法，利用CFD數(shù)值模擬的手段，探討了V型槽火焰穩(wěn)定器放置位置對氣流參數(shù)的影響。對于高超聲速飛行器一體化設(shè)計來說，采用非軸對稱結(jié)構(gòu)的噴管，噴管出口能更好地與飛行器后體型面一體化，為此給出了

3、三維圓轉(zhuǎn)方噴管的設(shè)計方法，說明了寬高比和中心線形狀選擇過程中應(yīng)該注意的問題。為了檢驗以上各部件設(shè)計結(jié)果的正確性，對每一部件都進行了CFD計算，并數(shù)值模擬了組合發(fā)動機內(nèi)流場的流動狀況。 從結(jié)果來看，進氣道出口的氣流馬赫數(shù)不能過低，以免在擴壓器中出現(xiàn)較大區(qū)域的氣流分離；所設(shè)計的火焰穩(wěn)定器總壓恢復(fù)系數(shù)相對較高，其放置位置對氣流參數(shù)有一定影響，越靠近沖壓燃燒室入口，出口氣流的總壓恢復(fù)系數(shù)越大，但是火焰穩(wěn)定器離燃燒室入口越近，相當(dāng)于減小