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《2005 带矢量喷管的涡扇发动机动态过程研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第20卷第1期航空动力学报Vol120No112005年2月JournalofAerospacePowerFeb.2005文章编号:100028055(2005)0120029204带矢量喷管的涡扇发动机动态过程研究屈裕安,谢寿生,宋志平(空军工程大学工程学院,陕西西安710038)摘要:建立带矢量喷管的涡扇发动机动态数学模型。研究了矢量喷管偏转角和偏转角速度对涡扇发动机工作的影响。研究结果表明,不同的矢量喷管偏转角速度对发动机涡轮前燃气温度会产生不同温度峰值,而且温度峰值随矢量偏转角速度增大而增大。而在一定的不同矢量角作用下,发动
2、机的阶跃响应过程调节参数无明显变化。关键词:航空、航天推进系统;矢量喷管;涡扇发动机;动态过程;数学模型中图分类号:V231文献标识码:AResearchofTurbofanEngineTransientProcesswithThrustVectoringNozzleQUYu2an,XIEShou2sheng,SONGZhi2ping(TheEngineeringInstitute,AirForceEngineeringUniversity,Xi'an710038,China)Abstract:Themathematicalmode
3、lofturbofanenginetransientprocesswiththrustvectoringnozzlewasestablished.Theeffectsofthrustvectoringangleandangularvelocityofvectoringonturbofanengineoperationwereinvestigated.Theresultsshowthatthegastemperatureatturbineinlethasdifferentpeakvalueatdifferentthrustvector
4、ingangle.Thepeakvalueincreaseswiththeincreaseofthrustvectoringangle.Nosignificantchangeoftheengineresponsetofuelstepwasfound.Keywords:aerospacepropulsionsystem;thrustvectoringnozzle;turbofanengine;trassientprocess;mathematicalmodel发动机推力矢量技术是近年来研究的热点,1带矢量喷管的涡扇发动机它的出现使发动
5、机成为飞行器的一个主要控制单[1～3]动态模型元。而许多关于矢量喷管的研究大多只进行[2～4]了稳态过程的研究,对轴对称型矢量喷管偏矢量喷管的数学模型可以参见文献[1,3,4],转过程的研究较少,本文结合某型涡扇发动机研本文采用的矢量喷管偏转方式为整个尾喷管的偏究了轴对称型矢量喷管偏转过程对涡扇发动机工转,在这种矢量喷管结构下,矢量喷管偏转时,发作和性能的影响。动机喉部面积和出口面积可不进行调节。根据上收稿日期:2004-01-18;修订日期:2004-05-12联系人:谢寿生作者简介:屈裕安(1970-),男,陕西西安人,空军工程
6、大学工程学院博士生,主要从事推进系统控制与状态监控研究.30航空动力学报第20卷述的矢量喷管数学模型,就可以建立带矢量喷管～图4为发动机尾喷管在不同矢量偏转角时,给的涡扇发动机动态数学模型。本文采用变比热计定供油量一个相同的阶跃输入后计算得到的发动算,按部件法建立了该型发动机的动态数学模型机性能参数的变化情况。计算时的发动机尾喷管[5,6]如下:几何矢量角分别为Dg=0°,10°,15°,20°。高压轴功率平衡方程:NTH-NCH-NexH-PdnH2JHnH=0(1)30dt低压轴功率平衡方程:2PdnLNTL-NCL-JLnL=
7、0(2)30dt加上以下4个残量方程:高压涡轮计算流量与特性线插值计算的流量残差:mHC-mHP=Z1(3)图1低压转子相对换算转速的阶跃响应低压涡轮计算流量与特性线插值计算的流量Fig.1Theresponseoflowcompressorspool残差:mLC-mLP=Z2(4)内、外涵静压的残差:P25S-P55S=Z3(5)尾喷口面积的残差:A8C-A8d=Z4(6)上面各式中NöW表示功率,mö(kgös)表示2流量,Jö(kg·m)表示转子的转动惯量,Pöbar表示压力,nö(römin)表示发动机转子的转速,Aö2m表
8、示面积,Z为相应残差。图2高压转子相对换算转速的阶跃响应发动机喷管的性能参数主要通过流量系数和Fig.2Theresponseofhighcompressorspool推力系数来体现。流量系数定义为Cd=WöWi,W为实际流量,Wi为
