超燃冲压发动机性能影响因素分析

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1、第４５卷第５期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．５２０１５年９月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＳｅｐ．２０１５超燃冲压发动机性能影响因素分析１１，３２田宪科，唐硕，田宪长（１．西北工业大学航天学院，陕西西安７１００７２；２．北京机电工程总体设计部，北京１００８５４；３．航天飞行动力学技术重点实验室，陕西西安７１００７２）摘要：针对设计状态下超燃冲压发动机前体／进气道出口总压恢复系数和马赫数、燃料当量比、后体／尾喷管静压膨胀系数及燃料特性对其性能的影响进行了初步分析。首先通过质量、动量和能量三大守恒定律，利用截面上

2、气流冲量建立了发动机性能与气流参数的内在关系模型，然后对设计状态下超燃冲压发动机的性能进行了研究。研究结果表明，性能影响因素需要最优化折中考虑；燃料对发动机性能影响主要由其热值起决定作用。关键词：超燃冲压发动机性能；燃烧室准一维流模型；气流冲量；气流参数；燃料中图分类号：Ｖ４１２．４文献标识码：Ａ文章编号：１６７１-６５４Ｘ（２０１５）０５-００１５-０５AnalysisonPerformanceInfluenceFactorsforScramjet１１，３２ＴＩＡＮＸｉａｎ-ｋｅ，ＴＡＮＧＳｈｕｏ，ＴＩＡＮＸｉａｎ-ｃｈａｎｇ（１．Co

3、llegeofAstronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi′an７１００７２，China；２．TheOverallDesignofBeijingElectricalandMechanicalEngineering，Beijing１００８５４，China；３．NationalKeyLaboratoryofAerospaceFlightDynamics，Xi′an７１００７２，China）Abstract：Ｗｉｔｈｒｅｇａｒｄｔｏｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆａｃｔｏｒｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆ

4、ｓｃｒａｍｊｅｔｆｏｒａｉｒ-ｂｒｅａｔｈｉｎｇｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｆｌｉｇｈｔｖｅｈｉ－ｃｌｅｉｎａｓｔａｔｅｏｆｓｔａｎｄａｒｄｄｅｓｉｇｎｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｔｏｔａｌ-ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｃｏｖｅｒｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄＭａｃｈｎｕｍｂｅｒｏｆｆｏｒｅｂｏｄｙ／ｉｎｌｅｔｅｘｉｔ，ｆｕｅｌｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｒａｔｉｏ，ｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆａｆｔｅｒｂｏｄｙ／ｎｏｚｚｌｅａｎｄｆｕｅｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｂａｓｅｄｏｎａｉｒｆｌｏｗｉｍｐｕ

5、ｌｓｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｓｏｍｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｃｒａｍｊｅｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄａｉｒｆｌｏｗｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｄｅｃｉｄｅｄｔｈｒｏｕｇｈａｑｕａｓｉ-ｏｎｅ-ｄｉｍｅｎ－ｓｉｏｎａｌｓｔｅａｄｙｍｏｄｅｌｅｄｕｃｅｄｂｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｍａｓｓ，ｍｏｍｅｎｔｕｍａｎｄｅｎｅｒｇｙ．Ｗｈａｔ＇ｓｍｏｒｅ，ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃｍｏｄｅｆｏｒｓｃｒａｍｊｅｔｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｃｏｍｂｉ

6、ｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｓｔａｎｃｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｈａｖｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｓｃｒａｍｊｅｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｎｅｅｄｔｏｂｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅ，ａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｏｎｏｆｆｕｅｌｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｉｒｓｃａｌｏｒｉｃｃａｌｏｒｉｃｉｔｙｂｅｓｉｄｅｓｂｙｎｕｍｂｅｒｓｏｆｃａｒｂｏｎａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｒｓｒａｔｉｏ．Keywords：ｓｃｒａｍｊｅｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｑｕａ

7、ｓｉ-ｏｎｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｔｅａｄｙｍｏｄｅｌ；ａｉｒｆｌｏｗｉｍｐｕｌｓｅｆｕｎｃｔｉｏｎ；ａｉｒｆｌｏｗｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｆｕｅｌｓ引言分，对其性能设计参数影响机理研究具有重要意义。目前，关于超燃冲压发动机性能的研究基本上是美国Ｘ－５１飞行试验获得成功，尽管没有完全达基于某种确定几何外形，利用气体动力学相关理论，通到预期目标，但在世界上首次验证了碳氢燃料主动冷过改变相应的设计参数对其性能进行分析或优化设却的超燃冲压发动机的可行性，必将进一步推动世界［１］计，没有进一步较全面揭示设计状态下因素对发动机范围内的吸气式高超声

8、速技术的快速发展。作为吸性能的影响规律。文献［２］高超声速飞行器的碳氢燃气式高超声速飞行器的主要动力装置，超燃冲压发动料双模态超燃冲压方案研究中，通过给定前体／进气道机的技术水平在很大程度上决