航空发动机气动热力学领域的热点课题总结与讨论PPT课件.ppt

航空发动机气动热力学领域的热点课题总结与讨论 2 热点课题 新概念发动机 优点 提高发动机效率 显著降低噪声 减小油耗和废气排放 目前 罗罗 普惠 GE等公司都在全力开发这种新型发动机 开飞机也要换挡的 油耗降低12 NOx比2008年标准降低55 噪声降低50 维修费用降低40 3 热点课题 新概念发动机 显著优点 推进效率高 循环效率较高 耗油率低 高亚声速巡航 起飞性能好 能提供反推力 4 热点课题 新概念发动机 5 热点课题 新概念发动机 中冷器 高压压气机进口气流与外涵道气流热交换 降低了高压压气机的进口温度 进而减少了高压压气机耗功 回热器 燃烧室进口气流与低压涡轮出口气流热交换 增加燃烧室进口气流的温度 进而减少燃油消耗量 6 热点课题 新概念发动机 7 热点课题 变循环 组合发动机 8 热点课题 变循环 组合发动机 模式选择活门 CDFS 第一外涵 后可变面积引射器 第二外涵 Flade 第三外涵 VCE ACE Flade 带CDFS双外涵变循环发动机 Fan Blade 控制外涵工作情况 9 热点课题 变循环 组合发动机 美军预计 燃油效率将比F135发动机的提高25 飞机作战半径增加25 30 续航延长30 40 关键技术包括 单独可变流量和压比的辅助风扇 高温多转子机械系统 高剩余功率 流量和压比可变的核心机 可在大流量范围工作的高效涡轮 综合的热管理技术 进 排气综合改进技术 10 热点课题 变循环 组合发动机 组合循环发动机是将2种或2种以上的推进系统组合到一起 来共同完成推进任务 目前 主要有RBCC 火箭冲压 TBCC 涡轮冲压 和T RBCC 涡轮 火箭基组合冲压 发动机3种类型 近年来又提出两种模式的涡轮 脉冲爆震组合循环发动机 11 热点课题 变循环 组合发动机 TriJet 涡喷发动机 TE 火箭增强型引射冲压发动机 ERJ 双模态冲压发动机 DMRJ 亚燃冲压发动机 超燃冲压发动机 GasTurb10 12 热点课题 变循环 组合发动机 13 热点课题 高超声速 14 热点课题 高超声速 15 热点课题 高超声速 结果表明 在设计马赫数下 进气道性能表现优异 流量系数高达0 997 出口总压恢复0 404 且在来流马赫数2 5 4内 进气道均能实现自起动 具有较好的内流品质 16 热点课题 高超声速 SR 72飞行器前体 高外压缩內乘波进气道 一体化研究 匹配飞行器前体的高外压缩内乘波进气道设计研究 17 热点课题 高超声速 匹配飞行器前体的高外压缩内乘波进气道设计研究 进气道匹配飞行器后的三维造型 设计状态下匹配SR 72前体内乘波进气道流动三维波系结构图 二维吻切对称面马赫数和压力等值图 18 热点课题 高超声速 随着来流马赫数的增加 空气来流滞止温度迅速增加 高温来流蕴含了可观的能量 另一方面 滞止温度过高工质中难以加入能量 19 热点课题 高超声速 多循环耦合预冷发动机的工作循环主要由互相耦合的空气开式循环 换热介质闭式循环 氢燃料流路三部分组成 TBCC 20 热点课题 优化问题 采用的超高压比民用大涵道比发动机性能计算模型为基于Gasturb平台开发的零维变比热部件级模型 21 热点课题 优化问题 22 热点课题 优化问题 23 热点课题 优化问题 遗传算法优化目标 A 总压恢复系数 B 阻力系数CD C 总目标函数max D 优化结果的评估 24 热点课题 优化问题 进气道优化设计结果 综合考虑总压恢复系数 阻力系数和激波脱体临界来流马赫数 在从多目标遗传算法得到的多组优化设计结果中选择超声速进气道激波系配置参数如下 激波系理论最大总压恢复系数为 s 0 847211阻力系数为 CD 0 284533激波脱体的临界来流马赫数为 Ma0 2 48239各斜板角为 1 6 01506 2 6 5