本文關(guān)鍵詞：雙壓縮機(jī)制作用下空氣渦輪沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)非線性行為分析

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【摘要】：空氣渦輪沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(ATR)是一種組合推進(jìn)系統(tǒng)。以其良好的性能和應(yīng)用潛力,成為國(guó)外研究的熱點(diǎn)。不同于沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),空氣來(lái)流經(jīng)過(guò)進(jìn)氣道的激波壓縮后,還會(huì)經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)進(jìn)一步壓縮。驅(qū)動(dòng)渦輪的工質(zhì)是燃?xì)獍l(fā)生器產(chǎn)生的富燃燃?xì)饣蛟趽Q熱器中吸熱后的燃料。進(jìn)氣道不起動(dòng)和模態(tài)轉(zhuǎn)換一直是沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)研究的重要內(nèi)容。由于ATR發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的引入,使得燃燒室—進(jìn)氣道的相互作用以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作模態(tài)的轉(zhuǎn)換方式發(fā)生改變。為此,本文建立數(shù)學(xué)模型,對(duì)多壓縮機(jī)制耦合作用下ATR發(fā)動(dòng)機(jī)的非線性行為進(jìn)行分析。首先,構(gòu)建ATR發(fā)動(dòng)機(jī)非設(shè)計(jì)點(diǎn)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。所設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)不采用任何控制手段,給定飛行條件和燃料流量作為自變量,利用尾噴管阻塞機(jī)制、渦輪—壓氣機(jī)匹配模型等,確定此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部參數(shù)和壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)。利用調(diào)試好的穩(wěn)態(tài)模型,計(jì)算一定工況下發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)隨燃料流量的變化情況。得到進(jìn)氣道工作模態(tài)轉(zhuǎn)換方式的一般性結(jié)論。對(duì)不同工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行仿真,分析飛行條件和尾噴管喉道面積對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性的影響。并得到低空高馬赫數(shù)條件下,壓氣機(jī)工作不明顯,發(fā)動(dòng)機(jī)的特殊非線性現(xiàn)象。最后,立足于發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作過(guò)程,以發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)飛行條件所在的等動(dòng)壓線作為飛行軌跡。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)沿等動(dòng)壓線飛行時(shí)的工作特性進(jìn)行仿真分析。得到在燃料流量供給范圍內(nèi),進(jìn)氣道的工作模態(tài)轉(zhuǎn)換和整個(gè)過(guò)程中壓縮系統(tǒng)工作狀態(tài)的變化情況。對(duì)不同的進(jìn)氣道工作模態(tài)轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行分類,不同的飛行區(qū)域?qū)?yīng)了不同的模態(tài)轉(zhuǎn)換方式。這為ATR發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的引入和提高工作穩(wěn)定性提供了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：阻塞機(jī)制 激波 壓縮系統(tǒng) 非線性行為 模態(tài)轉(zhuǎn)換
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V235.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題的背景與來(lái)源8-9
• 1.2 研究的目的和意義9-10
• 1.3 國(guó)內(nèi)外在相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與展望10-14
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡(jiǎn)析與展望13-14
• 1.4 本文主要研究工作14-16
• 第2章 空氣渦輪沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)零維數(shù)學(xué)模型16-30
• 2.1 預(yù)冷式ATR發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程分析16-17
• 2.2 建模思路17-18
• 2.3 穩(wěn)態(tài)模型構(gòu)建18-27
• 2.3.1 來(lái)流條件確定18-19
• 2.3.2 尾噴管建模19-20
• 2.3.3 燃燒室建模20-21
• 2.3.4 渦輪—壓氣機(jī)匹配建模21-25
• 2.3.5 預(yù)冷器建模25-26
• 2.3.6 進(jìn)氣道建模26-27
• 2.4 數(shù)學(xué)模型仿真方法27-29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 第3章 不同條件下ATR發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真與分析30-51
• 3.1 前言30
• 3.2 設(shè)計(jì)條件下發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)30-36
• 3.2.1 進(jìn)氣道起動(dòng)時(shí)工作狀態(tài)變化30-33
• 3.2.2 進(jìn)氣道不起動(dòng)時(shí)工作狀態(tài)變化33-36
• 3.3 工況條件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的影響36-46
• 3.3.1 尾噴管喉道面積對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響36-41
• 3.3.2 飛行馬赫數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響41-46
• 3.4 低空高馬赫數(shù)時(shí)的特殊非線性現(xiàn)象46-50
• 3.4.1 低空高馬赫數(shù)時(shí)的工作特性46-49
• 3.4.2 減少渦輪工質(zhì)在燃燒室吸熱49-50
• 3.5 小結(jié)50-51
• 第4章 模態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程及分類51-69
• 4.1 前言51
• 4.2 設(shè)計(jì)飛行條件下的模態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程仿真51-55
• 4.3 沿等動(dòng)壓線工作時(shí)的模態(tài)轉(zhuǎn)換及分類55-68
• 4.3.1 低馬赫數(shù)不起動(dòng)模式55-57
• 4.3.2 RU模式57-61
• 4.3.3 RUR模式61-65
• 4.3.4 高馬赫數(shù)UR模式65-68
• 4.4 小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 致謝77

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2 潘q，

本文編號(hào)：934987