美国高超声速涡轮基组合循环发动机的进展及分析

旨在为未来空天动力技术研究和产品研制提供参考与借鉴。综述了美国高超声速涡轮基组合循环(TBCC)发动机的进展,重点对与涡轮发动机有关的预研计划进行详细描述,如国家空天飞机(NASP)计划、高速推进评估(Hi SPA)计划、猎鹰组合循环发动机试验(Fa CET)计划等。总结与归纳了TBCC发动机的研究发展的特点:TBCC发动机一直是高超声速飞行器研究的关键技术;目前涡轮发动机的首选是现有涡轮发动机改进,未来可能选择正在预研的高速涡轮发动机或自适应发动机;冲压发动机和模态转换技术已经取得明显进展,但还需长期深入验证。     

美国全面实施下一代军用航空发动机技术发展计划

下一代军用飞机对推进系统提出了更高要求。为此,美国正在全面实施一项多用途、经济可承受的先进涡轮发动机(VAATE)计划。该计划分三个阶段进行,其中适应性循环发动机(ACE)作为 VAATE 计划发展的重要内容之一,被认为是航空涡轮发动机发展史上又一个重大里程碑,其意义相当于涡喷发动机向涡扇发动机的跨越。     

前置涡轮组合脉冲爆震发动机性能分析

为解决纯脉冲爆震发动机地面启动问题,并提升其低马赫数下的性能优势,提出了一种利用外涵中爆震室头部压力驱动内涵中涡轮转动部件的前置涡轮组合脉冲爆震发动机,建立了相应的性能分析方法,并对其部件特性及整机性能进行了计算研究。结果表明,近似稳态的涡轮总温总压进口条件可以在该组合发动机中实现,同时随着爆震室头部侧向开孔面积与爆震室面积之比(即驱动面积比)增大,流入发动机内涵驱动涡轮的气体流量增大,而涡轮前总温、总压及涡轮落压比减小,组合发动机整机推进性能增大;通过改变驱动面积比的大小,可以获得不同的压气机增压比以适于不同的飞行马赫数,进而实现发动机宽广的工作范围。     

基于融合算法的航空发动机涡轮前温度最优控制

涡轮前温度是航空发动机的关键控制参数之一,在保持发动机推力不变的前提下,降低涡轮前温度可以有效提高发动机使用寿命,涡轮前温度最优控制是降低涡轮前温度的有效技术途径.本文研究了航空发动机涡轮进口温度的在线优化问题,并根据该优化问题的特点,提出了一种基于小生境遗传算法(NGA)与非线性规划(NLPQL)相结合的混合优化算法...     

民用飞机设计参考机种之一BAC-111双发涡扇中短程运输机

BAC-111是英国航宇公司为满足中短程航线要求而研制的一架双发喷气式客机.该机特点是选用了经济性较高的涡扇发动机作为动力装置和采用了安装于机尾两侧的布局形式,因而在经济性上能与涡轮螺旋桨式中程民航机相竞争.     

清洁动力PW1000G发动机发展历程与技术特点分析

美国普·惠公司先进的清洁动力(PurePowerTM)PW1000G系列发动机原先称为齿轮传动涡轮风扇(GTF)发动机.文章较全面地分析了清洁动力PW1000G系列发动机的背景、设计特点与采用的新技术.     

陈聪慧 航空发动机附件技术专家

齿轮驱动风扇(GTF)发动机因为具有低排放、低噪声、低油耗和低维护费用等优点被市场认可,成为下一代民用发动机的主要发展方向之一,请您介绍一下GTF的研究现状。陈聪慧:降低耗油率和减少污染排放是下一代民用航空发动机的主攻发展方向和"卖点"。降低耗油率的主要方法有:提高整机热效率(增加压气机的出口压力、增加涡轮前温度)、提高发动机推进效率(降低排气速度、     

脉冲爆震涡轮发动机增推装置性能试验

以液态汽油为燃料,通过在双管脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)原理样机的涡轮出口加装不同喷管和引射器等增推装置,利用试验研究了不同增推装置对自吸气工作模式下(工作频率10~20 Hz)发动机工作状态及推进性能的影响。结果表明:虽然加装3种尾喷管之后涡轮转速、压气机增压比及压气机流量都有不同程度的下降,但发动机都获得了不同程度的推力增益;相比于工作频率20 Hz时无喷管发动机推力114.95 N,发动机加装尾喷管后最大推力可达143.3 N,实现增推24.7%,最大单位推力为749.87 N·s/kg;加装引射器后可以进一步增推,发动机最大推力达到200.67 N,实现增推39.8%,同时这种增推效果随着工作频率的升高而逐渐增大。     

国外TBCC关键技术及试验设备

<正>涡轮基组合循环(TBCC)发动机是涡轮发动机、亚燃/超燃冲压发动机组合的推进装置,能够实现变循环工作过程,使飞行器在不同飞行条件(亚声速、超声速、高超声速)下都能得到良好的推进性能,可作为超声速、高超声速巡航导弹和高速侦察机、远程高速攻击机的动力系统,以及轨道飞行器第一级理想动力系统,在安全性、经济性、可靠性、可行性方面具有独特的优势,拥有良好的应用前景。     

AEDC正在进行XTC67/1核心机试验

由P&W公司设计制造的先进涡轮发动机的核心机 (XTC6 7/ 1 )正在AEDC(阿诺德工程发展中心 )的J 1推进研究试验舱中试验。研制XTC6 7/ 1核心机的主要目的是为了验证IHPTET(高性能涡轮发动机综合技术 )计划中最新的技术和目标。XTC6 7/ 1的设计特点是 :通过一体化叶片转子系统 (IBRs)的阻尼和轻型涡轮阻尼器 ,使一体化叶片转子具有低共振应力和颤振响应。AEDC试验部经理RichardMoore认为 :J 1试验舱模拟了包括XTC6 7/ 1核心机在内的完整的发动机的工作环境。在完成了核心机的试验验证之后 ,P&W公司的研究人员将研制一台包括核心…     

国外并联式涡轮基组合循环发动机技术发展途径浅析

为借鉴国外并联式涡轮基组合循环(TBCC)发动机技术研究经验,从飞行器使用需求出发,分析了并联式TBCC发动机面临的技术挑战,并从高速涡轮基技术、冲压发动机技术和组合技术三个方面,梳理了美国典型并联式TBCC发动机的研发计划。在此基础上,分析并提出了并联式TBCC发动机技术发展途径:拓展涡轮基工作马赫数上限和冲压发动机工作马赫数下限以实现并联式TBCC发动机模态转换,采用射流预冷技术扩展现有涡轮工作包线是短期内实现性较好的技术验证途径,开发高速涡轮发动机技术是未来发展的必然趋势。     

涡轮基双燃烧室超燃组合循环发动机方案研究

针对临近空间飞行器及空天飞行器使用需求,提出了涡轮基双燃烧室超燃组合循环发动机(Turbine-based dual-combustor scramjet combined cycle propulsion,TBDC)概念,由成熟涡轮与双燃烧室超燃冲压发动机并联组成,Ma0～2.5以涡轮模态为主,Ma2.5～6+主要由双燃烧室超燃冲压发动机提供推力。分析了双燃烧室超燃冲压发动机启动马赫数低、工作包线下边界宽域特点对解决涡轮基与冲压级模态转换过程中普遍存在的"推力陷阱"的有效性和双燃烧室技术应用于组合发动机的可行性,研究了双燃烧室发动机适应组合发动机一体化构形和性能保持、统筹组合发动机可调进气功能拓展双燃模态工作边界的技术途径,完成了组合发动机典型状态点性能仿真和关键技术梳理。研究表明,涡轮基双燃烧室超燃组合循环发动机有望在Ma2.5～3实现模态转换、推力顺畅接力,适应Ma0～6+高速宽域飞行需求。     

航空发动机的发展前景

通过美国的综合高性能涡轮发动机技术 (IHPTET)计划和经济可承受多用途先进涡轮发动机(VAATE)计划 ,展望了燃气涡轮发动机技术的发展前景。介绍了非传统的新型发动机的研究情况 ,并指出了2 0 30年前可能出现的新型发动机     

关于撤销《液体火箭发动机涡轮泵非线性转子系统稳定性影响因素研究》一文的声明

<正>《推进技术》编辑部于2015年11月13日收到匿名举报,指出下列两文内容高度一致,涉嫌一稿多投:[1]液体火箭发动机涡轮泵非线性转子系统稳定性影响因素研究[J].推进技术,2013,34(10):1388-1397.[2]液体火箭发动机涡轮泵转子密封系统动力稳定性研究[J].宇航学报,2013,34(12):1557-1568.经CNKI科研诚信管理系统研究中心的科技期刊学术不端文献检测系统(AMLC)检测,文章[1]与[2]重复度     

涡轮发动机用陶瓷基复合材料涡轮转子研究进展

高性能飞行器对涡轮发动机性能需求不断提升,对涡轮转子的耐温性和轻质化提出了苛刻要求.而目前高温合金涡轮转子性能逼近材料极限,难以满足未来涡轮发动机大幅减重提温的需求,先进陶瓷基复合材料(CMCs)涡轮转子成为必然趋势.介绍了涡轮转子用CMCs复合材料的设计、制备、加工、检测,以及各国在CMCs涡轮转子研制方面的进展,研...     

基于静态试验的发动机自由场声压级计算方法

分析通过喷气式发动机静态噪声试验数据获得其自由场声压级的数据修正方法。通过对点声源在刚性地面和有限声学阻抗地面上的分析,得到了基于地面试验数据的自由场声压级修正量计算方法。在此基础上,将点声源模型推广到复杂的喷气式发动机分布式声源模型,得到了可以考虑喷气式发动机喷气声源分布模型的自由场声压级修正量的计算方法。最后,采用参考文献中喷气式发动机噪声数据对该方法进行验证。结果表明,在考虑发动机声源特性和地面阻抗特性的情况下,该方法计算结果与参考文献中结果基本一致,可用于喷气式发动机静态噪声试验中自由场声压级的计算。     

DC-9双发涡扇中短程运输机

DC-9是一架由美国道格拉斯飞机公司设计的喷气式客机,在中短程航线使用。该机有多种型号,可用于载客、运货以及客货混合使用。飞机装有两台涡轮风扇发动机,布置在机身后部两侧,同时采用高平尾的“T”形尾翼。     

关于新版综合高性能涡轮发动机技术计划——兼谈航空发动机研制中“基础技术”和“验证机”的重要作用

1 两项研究计划使涡轮发动机的发展如虎添翼 由于飞机对发动机性能的要求愈来愈高,采用常规方法研制涡轮发动机已远远不能满足飞机的要求。1988年,美国制定了综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划,目前已在提高发动机性能、可靠性、耐久性和缩短发动机研制周期方面取得了明显的成效。20世纪末,为了继续保持空中优势,美国国防部在总结IHPTET计划经验的基础上又制定了它的延续计划——经济可承受的多用途先进涡轮发动机(VAATE)计划。     

并联式TBCC发动机进排气系统气动特性研究

针对一并联式涡轮基组合循环(TBCC)发动机进排气系统的气动方案,对其从涡轮向冲压模态转换过程中的典型工作点上的流场进行了数值模拟。结果显示:模态转换中涡轮发动机进气道的流量系数逐渐下降,反压承受能力逐渐减弱,冲压发动机进气道的流量系数逐渐增加。模态转换中,涡轮发动机喷管在不同落压比(NPR=20⁸0)下均无明显流动分离现象;冲压发动机喷管分离区逐渐减小,且随着落压比的增加分离程度逐渐减弱。     

奈赛公司为C919提供发动机短舱

<正>2009年12月21日,奈赛公司(Nexcelle)将为中国商飞C919喷气式客机的LEAP-X1C发动机提供高