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氢预冷涡轮发动机研究进展及关键技术
作者姓名:郭恒杰  贾琳渊  郭帅帆  韩佳
作者单位:1.西北工业大学动力与能源学院,西安 710129;2.中国航发沈阳发动机研究所,沈阳 110015
摘    要:高速涡轮发动机及其组合动力装置是高超声速飞行器技术的基础和关键.随着飞行马赫数提高,来流空气总温显著升高,发动机推力急剧减小.在此背景下,进气预冷成为扩展航空涡轮发动机工作速域的主要方向.液氢同时具备高热值和高热沉,是燃料换热预冷的理想工质.因此,氢预冷涡轮发动机被视为实现临近空间高超声速飞行的重要技术之一.回顾了国外氢预冷吸气式发动机的发展历程,分析了各型发动机的主要特点,并根据预冷目的归纳总结了面向氢氧火箭以及面向冲压或涡喷发动机的2类氢预冷技术.在此基础上,考虑氢预冷涡轮发动机的工作需求,对其研发中的关键技术进行了梳理.与传统航空发动机相比,氢预冷涡轮发动机由于采用了新的循环、燃料和结构,给总体、传热、燃烧、材料等方面带来了诸多挑战.其中的关键技术包括:预冷系统与发动机总体性能的全工况稳态和动态匹配技术;高功重比预冷器的设计、成型和防冰技术;氢燃料动态高精度计量和燃烧控制技术;涉高压氢部件的氢损伤抑制及预测技术等.

关 键 词:高超声速  涡轮发动机  进气预冷  燃料换热预冷  氢燃料
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