【摘 要】
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全速域预冷发动机是一种新型组合循环发动机,能够在较宽马赫数范围内工作,是高超声速飞行器的理想动力方案之一。本文以全速域预冷发动机进气系统为研究对象,开展了进气系统方案设计、预冷压气机气动和结构优化设计、原理样机试验台方案设计等工作。在进气系统方案设计方面,提出了进气道、预冷器、压气机耦合设计的方案形式。该方案实现了两个方面的一体化,一是将隔离段与预冷器一体化设计,采用“花瓣”截面构型的扭转式预冷段
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全速域预冷发动机是一种新型组合循环发动机,能够在较宽马赫数范围内工作,是高超声速飞行器的理想动力方案之一。本文以全速域预冷发动机进气系统为研究对象,开展了进气系统方案设计、预冷压气机气动和结构优化设计、原理样机试验台方案设计等工作。在进气系统方案设计方面,提出了进气道、预冷器、压气机耦合设计的方案形式。该方案实现了两个方面的一体化,一是将隔离段与预冷器一体化设计,采用“花瓣”截面构型的扭转式预冷段,实现预冷却与整流功能的耦合,使预冷段在冷却气流的同时为压气机提供高品质来流。二是将静子叶片与换热器一体化设计,提出了间冷式压气机方案,减小预冷器的热负荷,改善了压气机热力循环过程。采用以上设计有望减轻发动机质量,实现进气系统各部件间性能相互匹配。在预冷压气机优化设计方面,开展了两级轴流加一级离心式的高压比、小流量组合压气机气动设计,完成了间冷式压气机的性能评估和优化设计。结果表明,组合压气机在不同工况下均有较好的性能,达到了设计指标的要求;采用串列叶栅的间冷式方案,可进一步提升压气机的综合性能。在原理样机试验台设计方面,开展了试验台系统方案设计、结构设计、强度校核和振动分析;同时,对滑油系统、测量与控制系统等进行了设计和分析。
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