【摘要】：微型渦噴發(fā)動機是微型無人偵察機、微小型制導(dǎo)彈藥等飛行器的動力裝置,其性能參數(shù)直接決定了飛行器的性能。目前,隨著這些飛行器的性能朝著續(xù)航能力強、機動性高、隱身性好以及尺寸微型化等方面的發(fā)展,對微型渦噴發(fā)動機的結(jié)構(gòu)尺寸以及推重比提出了更高的要求。發(fā)動機設(shè)計點辨識的過程就是要找到發(fā)動機的氣動熱力學(xué)參數(shù)和尺寸參數(shù)對發(fā)動機性能指標(biāo)的影響規(guī)律。為了設(shè)計出尺寸小、推重比大的微型渦噴發(fā)動機,本文對微型渦噴發(fā)動機進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計,并對微型渦噴發(fā)動機進行了設(shè)計點的辨識與表征。首先,對微型渦噴發(fā)動機的核心部件壓氣機和渦輪機進行了氣動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計;其次,對壓氣機和渦輪機進行了流體動力學(xué)仿真分析,并將分析的結(jié)果作為設(shè)計點辨識與表征的樣本庫;然后,對壓氣機的關(guān)鍵零件離心葉輪和渦輪機的關(guān)鍵零件向心渦輪分別設(shè)計了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識模型,并通過Matlab中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱對模型進行驗證。驗證結(jié)果表明:針對離心葉輪和向心渦輪分別設(shè)計的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識模型能夠?qū)﹄x心葉輪和向心渦輪進行設(shè)計點辨識與表征。最后,設(shè)計了微型渦噴發(fā)動機葉輪測試實驗臺,并用該實驗臺對葉片入射角為60°、出口后彎角為45°的離心葉輪和氣流進口角為60°、氣流出口角為-30°的向心渦輪進行了進出口壓力測量實驗。實驗結(jié)果表明:通過實驗測得的離心葉輪和向心渦輪進出口壓力比與通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識模型預(yù)測的壓力比的差值在誤差允許的范圍內(nèi)符合要求。從而驗證了該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識模型的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TJ410.3;V235.11
【圖文】：

第2章 微型渦噴發(fā)動機的設(shè)計2.1 微型渦噴發(fā)動機的組成原理微型渦噴發(fā)動機主要由五大部件組成：進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪機及尾噴管。微型渦噴發(fā)動機的總體結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。微型渦噴發(fā)動機的工作過程：首先，空氣經(jīng)進氣道進入到離心壓氣機中，壓氣機在渦輪的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，對空氣進行壓縮，提高空氣的壓力；其次，高壓氣體經(jīng)擴壓器進入到燃燒室中，并與供油管中的燃油在燃燒室內(nèi)混合、燃燒，將燃料燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的內(nèi)能和氣體運動的動能，形成高溫高壓燃氣；然后，高溫高壓氣體經(jīng)渦輪機的導(dǎo)流葉片進入到渦輪機中，并在其中膨脹對渦輪葉片做功，將氣體熱能和動能轉(zhuǎn)換為渦輪機旋轉(zhuǎn)的機械能，推動渦輪以及同軸連接的壓氣機一起做旋轉(zhuǎn)運動；最后，燃氣繼續(xù)在尾噴管內(nèi)膨脹，并以高速氣流噴出，從而產(chǎn)生推力[23]。

圖 2.2 軸流式壓氣機示意圖機主要包括一個固定機匣（里面裝有一個轉(zhuǎn)動葉輪，與空多靜止的擴散通道（空氣在其中減速，靜壓上升）。后面是氣機中包含擴散通道的部分稱為擴壓器[24]。圖 2.3 是一臺器可為單面或雙面，如圖 2.3 a）和圖 2.3 b）所示。

圖 2.2 軸流式壓氣機示意圖離心壓氣機主要包括一個固定機匣（里面裝有一個轉(zhuǎn)動葉輪，與空氣產(chǎn)生高對運動）和很多靜止的擴散通道（空氣在其中減速，靜壓上升）。后面是一個擴壓過程，所以壓氣機中包含擴散通道的部分稱為擴壓器[24]。圖 2.3 是一臺離心壓氣示意圖。擴壓器可為單面或雙面，如圖 2.3 a）和圖 2.3 b）所示。

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本文編號：2759596