渦輪沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)部件設(shè)計(jì)方法及內(nèi)流場(chǎng)模擬研究.pdf

1、為了適應(yīng)高超聲速飛行器對(duì)作戰(zhàn)性能和寬廣的飛行包線(xiàn)的要求，組合發(fā)動(dòng)機(jī)紛紛被國(guó)外各國(guó)所重視，而渦輪沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)由于渦輪和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)成熟性和潛在的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于遠(yuǎn)程高超聲速飛行器動(dòng)力裝置格外具有吸引力。美國(guó)、日本等國(guó)都在渦輪沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)方面做出了重大的技術(shù)突破。對(duì)于在此方面技術(shù)力量比較薄弱的我國(guó)來(lái)說(shuō)，進(jìn)行渦輪沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)方面的研究顯得尤為重要，有其重要的研究?jī)r(jià)值和意義。 本文對(duì)渦輪沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究根據(jù)

2、高超聲速飛行器的特點(diǎn)，在進(jìn)氣道設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)等激波強(qiáng)度理論，進(jìn)行波系配置，設(shè)計(jì)了一種外壓式進(jìn)氣道。給出了一種亞音速方轉(zhuǎn)圓擴(kuò)壓器的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)中心線(xiàn)形狀、型面變化規(guī)律和擴(kuò)張角等進(jìn)行了選擇和說(shuō)明。在沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)中，給出了V型槽火焰穩(wěn)定器的設(shè)計(jì)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(duì)氣流參數(shù)的影響。對(duì)于高超聲速飛行器一體化設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，采用非軸對(duì)稱(chēng)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(jì)方法，說(shuō)明了寬高比和中心線(xiàn)形狀選擇過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題。為了檢驗(yàn)以上各部件設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性，對(duì)每一部件都進(jìn)行了CFD計(jì)算，并數(shù)值模擬了組合發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)的流動(dòng)狀況。 從結(jié)果來(lái)看，進(jìn)氣道出口的氣流馬赫數(shù)不能過(guò)低，以免在擴(kuò)壓器中出現(xiàn)較大區(qū)域的氣流分離；所設(shè)計(jì)的火焰穩(wěn)定器總壓恢復(fù)系數(shù)相對(duì)較高，其放置位置對(duì)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