脈沖爆震發(fā)動機性能分析及調節(jié)特性研究.pdf

1、本文首先分析了理想爆震循環(huán)、Humprey循環(huán)和Brayton循環(huán)之間的差異，在此基礎上，針對理想脈沖爆震發(fā)動機(PDE)非穩(wěn)態(tài)工作特性，引入了代表參與爆震循環(huán)工質與流入發(fā)動機內總工質比的循環(huán)系數概念，研究了理想脈沖爆震發(fā)動機的推進性能，并與理想傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)推進發(fā)動機進行了性能對比。對于以部分充填狀態(tài)工作的脈沖爆震發(fā)動機，本文也建立了計算其理想性能的部分充填爆震循環(huán)模型，結果表明，當隔離氣體參與熱力循環(huán)過程時會降低發(fā)動機總循環(huán)熱效率，但這種

2、工作方式可以有效增大脈沖爆震發(fā)動機的推進性能。 由于理想脈沖爆震發(fā)動機性能模型只能計算一定工況下發(fā)動機所能達到的最大性能，因此，為了評估脈沖爆震發(fā)動機實際推進性能，本文總結了計算直管脈沖爆震發(fā)動機實際推進性能的完全充填和部分充填性能模型，利用該模型分析了使用C<,8>H<,18>-Air和H<,2>-Atr兩種燃料系統(tǒng)時火箭式脈沖爆震發(fā)動機的性能趨勢，并與理想性能趨勢進行了對比。同時，本文在自行研制的脈沖爆震發(fā)動機試驗器上對模

3、型的正確性及適用范圍進行了驗證，結果表明，歸一化部分充填模型在適用性范圍上比完全充填直管爆震室性能模型更廣。當直管脈沖爆震發(fā)動機后加裝收斂擴張噴管(CD噴管)后，其內部流場與直管PDE有很大不同，針對其工作特點，本文建立了計算其性能的狀態(tài)均一化排氣模型，其計算結果與試驗結果相符，通過引入一定的修正形式，模型可以比較準確地預估帶CD噴管的脈沖爆震發(fā)動機性能。 在火箭式脈沖爆震發(fā)動機零維性能計算模型的基礎上，通過引入進氣道和泄氣旁

4、路，建立了吸氣式脈沖爆震發(fā)動機(APDE)零維性能計算模型，利用此零維模型分析了各種工作條件變化對亞音速和超音速發(fā)動機性能的影響，分析了吸氣式脈沖爆震發(fā)動機性能調節(jié)特性：節(jié)流特性和變頻特性，給出了吸氣式脈沖爆震發(fā)動機可能的調節(jié)規(guī)律。 最后，針對脈沖爆震發(fā)動機零維性能模型的局限性，本文建立了反映脈沖爆震發(fā)動機實際工作過程的一維仿真性能模型，通過對脈沖爆震發(fā)動機單循環(huán)工作過程仿真，驗證了該性能模型的正確性?；诖四Ｐ?，仿真計算了兩