超燃沖壓發(fā)動機高溫燃油供給系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、掌握燃油供給系統(tǒng)特性是進行超燃沖壓發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)，而燃油供給系統(tǒng)的性能和可靠性至關(guān)重要，它決定了整個超燃沖壓發(fā)動機系統(tǒng)性能的優(yōu)劣和發(fā)動機運行時的安全可靠性。隨著高超聲速飛行器飛行速度的提高，其發(fā)動機系統(tǒng)對燃油控制系統(tǒng)提出了響應(yīng)速度快，控制誤差小，工作性能可靠等要求。而由于采用吸熱型碳氫燃料作為冷卻劑對發(fā)動機和飛行器進行主動再生冷卻，造成高溫時燃油供給系統(tǒng)的冷卻通道內(nèi)的燃油出現(xiàn)了兩相流狀態(tài)，這種現(xiàn)象對燃油供給系統(tǒng)控制帶來了很

2、大的挑戰(zhàn)。因為燃油密度變化很大，燃油質(zhì)量流量控制比較困難，將嚴重地影響燃油供給系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制誤差，甚至能夠影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這對發(fā)動機的性能和可靠性的影響是致命的。因此掌握燃油供給系統(tǒng)特性，以設(shè)計一個好的控制器來解決由兩相流帶來的問題是非常必要的?；诖耍疚膶袃上嗔鞯某紱_壓發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)進行了分析和研究，內(nèi)容主要包括：對象建模、穩(wěn)態(tài)特性分析、動態(tài)特性分析等方面。具體工作如下：
　　1、超燃沖壓發(fā)動機高溫燃油供給

3、系統(tǒng)模型的建立。本文對含有兩相流的超燃沖壓發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進行了詳細的分析，分別建立了泵壓式和擠壓式的多點噴射的超燃沖壓發(fā)動機高溫燃油供給系統(tǒng)；為研究受熱管道特性，基于AMESIM和MSC.EASY5分別建立了擠壓式的單點噴射的燃油供給系統(tǒng)，以進行高溫燃油供給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性和動態(tài)特性的仿真及分析。
　　2、超燃沖壓發(fā)動機高溫燃油供給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析。本文根據(jù)第二章基于AMESIM所建立的單點噴射的燃油供給系統(tǒng)模

4、型，進行了調(diào)節(jié)閥開度、系統(tǒng)壓差影響下的系統(tǒng)的質(zhì)量流量、出口工質(zhì)含氣比、出口工質(zhì)溫度、出口工質(zhì)密度的穩(wěn)態(tài)特性的仿真計算，并對其變化特性進行了相應(yīng)的物理解釋，得出了高溫燃油供給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。
　　3、超燃沖壓發(fā)動機高溫燃油供給系統(tǒng)的動態(tài)性能分析。本文仿真并分析了主動熱防護和燃料的燃燒釋熱非耦合時超臨界、亞臨界條件下調(diào)節(jié)閥、外界環(huán)境溫度對系統(tǒng)的出口工質(zhì)的質(zhì)量流量、出口工質(zhì)的溫度動態(tài)特性；并對主動熱防護和燃料的燃燒釋熱非耦合時調(diào)節(jié)閥的面