本文根據(jù)渦軸和渦槳發(fā)動機的相似性及它們的發(fā)展趨勢,提出了先進渦軸/渦槳發(fā)動機的總體性能設(shè)計方法,尤其針對采用雙轉(zhuǎn)子組合壓氣機的三軸結(jié)構(gòu)發(fā)動機作了研究。通過三軸結(jié)構(gòu)渦軸、渦槳發(fā)動機的工作原理與國外的研究現(xiàn)狀,分析了三軸發(fā)動機相較于雙軸發(fā)動機的優(yōu)勢與劣勢,并對國外典型三軸渦軸/渦槳發(fā)動機進行了性能摸底。按部件劃分模塊,建立三軸渦軸/渦槳發(fā)動機的數(shù)學(xué)模型,用以計算發(fā)動機在設(shè)計狀態(tài)及非設(shè)計狀態(tài)的各截面參數(shù)及總體性能,并將計算過程編寫成C++程序。在三軸渦軸/渦槳發(fā)動機非設(shè)計狀態(tài)性能計算時,需要用到發(fā)動機的部件特性。而在總體設(shè)計階段,無法通過實驗或氣動計算來獲得準確的部件特性,所以提出了壓氣機和渦輪特性圖縮放方法。對該方法的依據(jù)與步驟進行了說明,并驗證了該縮放方法的可行性與準確性。應(yīng)用自編三軸渦槳發(fā)動機性能計算程序、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、公式推導(dǎo)等手段,對某先進渦槳發(fā)動機的三軸氣動方案進行了方案論證,并就渦槳發(fā)動機的功分配問題對原始方案提出了優(yōu)化方案。針對渦軸發(fā)動機設(shè)計參數(shù)的選取問題,提出了逆向設(shè)計方法,即通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)和正問題逼近兩個步驟來獲得滿足給定功率需求下渦軸發(fā)動機設(shè)計狀態(tài)參數(shù)的參考值,并用現(xiàn)役發(fā)動機對...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACTS
注釋表
第一章 緒論
    1.1 渦軸發(fā)動機的發(fā)展
    1.2 渦槳發(fā)動機的發(fā)展
    1.3 設(shè)計參數(shù)發(fā)展趨勢
    1.4 國外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 主要工作
第二章 三軸結(jié)構(gòu)渦軸/渦槳發(fā)動機特點
    2.1 組合壓氣機的特點
    2.2 雙轉(zhuǎn)子壓氣機的特點
        2.2.1 雙轉(zhuǎn)子壓氣機的優(yōu)勢
        2.2.2 雙轉(zhuǎn)子壓氣機的劣勢
        2.2.3 提升雙轉(zhuǎn)子組合壓氣機性能的措施
    2.3 單轉(zhuǎn)子/雙轉(zhuǎn)子壓氣機結(jié)構(gòu)對比
    2.4 典型的三軸發(fā)動機
    2.5 HPW3000 三軸發(fā)動機性能摸底
第三章 三軸渦軸/渦槳發(fā)動機性能計算
    3.1 建模假設(shè)
    3.2 主要模塊
    3.3 性能計算預(yù)處理
        3.3.1 變比熱計算方法
        3.3.2 氣體參數(shù)計算方法
    3.4 各部件特性計算
    3.5 設(shè)計點性能計算
    3.6 非設(shè)計點性能計算
第四章 航空發(fā)動機部件特性縮放
    4.1 壓氣機特性縮放
        4.1.1 特性縮放的意義
        4.1.2 特性縮放的問題
        4.1.3 特性縮放的依據(jù)
        4.1.4 特性縮放步驟
        4.1.5 縮放方法驗證
        4.1.6 PW150 壓氣機特性圖縮放
    4.2 渦輪特性縮放
第五章 某先進渦槳發(fā)動機總體氣動方案分析
    5.1 技術(shù)要求
    5.2 設(shè)計狀態(tài)選擇
    5.3 初步氣動設(shè)計方案
    5.4 方案論證
        5.4.1 設(shè)計指標論證
        5.4.2 雙轉(zhuǎn)子氣動方案論證
    5.5 氣動性能優(yōu)化方案
        5.5.1 優(yōu)化依據(jù)
        5.5.2 原始方案評估
        5.5.3 NUAA優(yōu)化方案
        5.5.4 優(yōu)化方案驗算
第六章 渦軸發(fā)動機逆向設(shè)計法
    6.1 初始參數(shù)確定
        6.1.1 單位耗油率確定
        6.1.2 空氣流量確定
        6.1.3 部件效率確定
    6.2 正問題逼近
    6.3 逆向設(shè)計程序流程圖
    6.4 逆向設(shè)計程序驗證
第七章 渦軸發(fā)動機紅外抑制總體設(shè)計技術(shù)研究
    7.1 航空發(fā)動機紅外特征與總體設(shè)計參數(shù)的關(guān)系分析
    7.2 根據(jù)總體設(shè)計參數(shù)計算尾噴流靜溫及CO₂的方法
        7.2.1 尾噴流靜溫計算方法
        7.2.2 尾噴流CO₂濃度計算方法
    7.3 低紅外特征循環(huán)參數(shù)可行域分析
        7.3.1 基準發(fā)動機的循環(huán)參數(shù)可行域
        7.3.2 考慮尾噴流靜溫的循環(huán)參數(shù)可行域
        7.3.3 考慮CO₂排放濃度的循環(huán)參數(shù)可行域
        7.3.4 低紅外特征的循環(huán)參數(shù)可行域
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 研究成果
    8.2 問題及展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：4017276