沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,推重比大,但是其不能自身起動(dòng),需要助推器加速到一定速度才能工作,而其與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)或渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)組合作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用時(shí),又喪失了沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。本文是以一種分布式壓縮、旋流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)明專利為選題依據(jù)。它利用旋流沖壓,解決了現(xiàn)有沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)不能低速啟動(dòng)和適應(yīng)各種工況的問題。根據(jù)某微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了同軸的兩級(jí)離心壓氣機(jī),并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,展開了性能研究。主要內(nèi)容如下:1.通過ANSYS Bladegen對(duì)第一級(jí)離心葉輪進(jìn)行設(shè)計(jì),使用貝塞爾曲線對(duì)葉輪葉片的傾角、厚度進(jìn)行調(diào)節(jié),模擬不同靜壓出口得到壓比與效率的最高點(diǎn),接近工作點(diǎn)。2.分別對(duì)0%、3%、6%葉高的葉尖間隙進(jìn)行研究,結(jié)果表明,葉尖間隙存在時(shí)會(huì)使葉輪輪罩面發(fā)生泄漏,加劇二次流的影響,但是葉尖間隙存在可以減弱葉輪出口的高速射流。通過對(duì)第一級(jí)擴(kuò)壓器的設(shè)計(jì)與第一級(jí)整機(jī)的數(shù)值模擬,得到了出口溫度與出口壓力。3.對(duì)回流器進(jìn)行設(shè)計(jì),分析了葉片數(shù)為8、9、10的回流器內(nèi)部流動(dòng)情況,表明回流器葉片越多,回流器出口壓力、速度分布更均勻,但是出口壓力減小的較多。4.完成第二級(jí)離心壓氣機(jī)設(shè)計(jì),對(duì)兩級(jí)離心壓氣機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬,總壓比達(dá)到了10.6。同時(shí),在組合模擬時(shí),第二級(jí)擴(kuò)壓器出口以及蝸殼出口的氣體壓力都要比分級(jí)模擬時(shí)的壓力小些,這是由連接面流體流動(dòng)不均勻造成的。5.對(duì)模擬噴管進(jìn)行設(shè)計(jì),在高壓條件下,給予不同流量的入口條件做數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)有兩組壓氣機(jī)工作時(shí),噴管出口的速度可以達(dá)到聲速,為沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行提供了條件。本文的研究結(jié)果表明,兩組兩級(jí)離心壓氣機(jī)與模擬噴管組合時(shí),可以使噴管速度達(dá)到聲速,即沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以靜態(tài)啟動(dòng),為分布式壓縮、旋流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)提供了技術(shù)支持。
【學(xué)位單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V235.21
【部分圖文】：

圖 1-1 分布式壓縮、旋流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，壓氣泵將由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)首先工作來推動(dòng)氦氣的循環(huán)流動(dòng)，進(jìn)而一部分小型渦輪機(jī)系統(tǒng)吸入空氣，經(jīng)過燃燒室中點(diǎn)火燃燒后，通過高溫?fù)Q熱器來氦氣所需的能量，壓氣泵用來壓氣冷卻氦氣，這時(shí)打開所有小型渦輪機(jī)系統(tǒng)，供機(jī)身足夠的空氣流量，當(dāng)空氣旋流的速度達(dá)到超音速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)即啟動(dòng)完成。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，空氣由各個(gè)小型渦輪機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)口吸入，進(jìn)入旋流發(fā)生器，產(chǎn)熱氣流分離的現(xiàn)象，同時(shí)產(chǎn)生超聲速旋流，流經(jīng)導(dǎo)向葉片和沖壓錐體后被壓縮，空氣再進(jìn)入燃燒室，通過噴嘴噴射的燃料被混合并燃燒，并從尾噴嘴管噴出以產(chǎn)力。在此過程中，小型渦輪機(jī)系統(tǒng)的渦輪是由氦氣的循環(huán)來推動(dòng)的。氦氣首先在換熱器和高溫?fù)Q熱器中被升溫加熱，推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)后，進(jìn)入低溫?fù)Q熱器被冷卻，再次回到中溫?fù)Q熱器和高溫?fù)Q熱器中被升溫加熱。氦氣這樣持續(xù)循環(huán)工作來推動(dòng)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使分布式壓縮、旋流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。.2 幾種新型發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)外現(xiàn)狀1.2.1 旋轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)

圖 1-2 旋轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)冷卻動(dòng)壓交換機(jī)，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械性僅可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，而且能夠減少燃 40 年代，國外開始研究波轉(zhuǎn)子技術(shù)。在 19[12]。在上個(gè)世紀(jì)末，西方又再次展開波轉(zhuǎn)子多吸引人的優(yōu)點(diǎn)，而且在國外已有廣泛的研廣泛使用，并且國內(nèi)工程技術(shù)人員對(duì)其了解渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此材料的應(yīng)力很小；（2）相對(duì)而言比較低；（3）波轉(zhuǎn)子通道中的流體是其通道比渦輪機(jī)通道葉片具有更好的耐腐波轉(zhuǎn)子技術(shù)性能優(yōu)勢(shì)很強(qiáng)，但在此項(xiàng)技術(shù)依題，如密封和熱膨脹。在波轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)子又要求運(yùn)行與外罩間隙盡可能小，在使

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文管高速噴出，產(chǎn)生主要推力； 第二路直接進(jìn)入沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生部分推力。與渦輪—沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)相比，Sabre 的a2-5.5，比沖相當(dāng)?shù)那闆r下，推重比要比傳統(tǒng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或20]。當(dāng)在海拔高的地段飛行時(shí)，速度要達(dá) Ma5.5，Sabre 發(fā)提高飛機(jī)的速度并達(dá)到軌道速度。Sabre 發(fā)動(dòng)機(jī)的兩種不重要部件，如渦輪泵和可調(diào)節(jié)的尾部噴嘴，都能減輕發(fā)動(dòng)
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