tbcc进气道涡轮通道扩张段设计及涡轮模态特性

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1、第29卷第1期航空动力学报Vo1．29N0．12014年1月JournalofAerospacePowerJan．2014文章编号：1000—8055(2014)01—0181—11doi：10．13224／j．cnki．jasp．2014．01．024TBCC进气道涡轮通道扩张段设计及涡轮模态特性张华军，刘兴国，郭荣伟，谢旅荣(1．南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016；2．中国人民解放军驻四二。厂军事代表室，成都610503)摘要：采用拓展中心线、不同的流通截面面积变化规律和倒圆半径变化规律对内并联

2、型TBCC(tur—binebasedcombinedcycleengine)进气道涡轮通道扩张段进行了设计．通过数值模拟的手段，对涡轮通道扩张段设计参数的影响规律和涡轮模态下涡轮通道扩张段的气动特性进行了研究，并利用高速风洞试验结果对数值模拟方法进行了验证．研究结果表明：中心线控制点纵坐标在1．5O～2．25、涡轮通道扩张段出口等直段长度与出口直径比值在0．3～O．7的范围内取值时，涡轮通道扩张段可获得较高的出口总压恢复系数和较小的出口总压畸变指数；采用前急后缓的流通截面面积和倒圆半径变化规律能使涡轮通道扩张段

3、获得较小的出口总压畸变指数；随着飞行马赫数的增加，进气道和涡轮通道扩张段的流量系数先不断减小，在飞行马赫数为0．9附近达到最小，之后又逐渐增加，涡轮通道扩张段出口总压恢复系数不断升高，在飞行马赫数为0．7附近达到最大，之后又逐渐降低；涡轮模态下，涡轮通道扩张段出口总压畸变指数均小于0．5，能很好地满足涡轮发动机对进口流场的要求．关键词：组合发动机；内并联布局；进气道；涡轮通道扩张段；涡轮模态；TBCC；风洞试验中图分类号：V231．3文献标志码：ADesignofturbodiffuserforTBCCinlet

4、basedoncharacteristicsOfturbomodeZHANGHua—jun，LIUXing—guo。，GUORong—wei，XIELt1一rong(1．CollegeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2．RepresentativeOfficeofNo．420Factory，theChinesePeople’SLiberationArmy，Ch

5、engdu610503，China)Abstract：Turbodiffuserforover／undertypeTBCC(turbinebasedcombinedcycleen—gine)inletwasdesignedwithextendedcenterlineunderdifferentflowsectionareavariationlawsandblendradiusvariationlaws．Theinfluenceofdesignparametersontheturbodiffus—eranditsa

6、erodynamiccharacteristicsinturbomodewereinvestigatedbynumericalsimula—tion．Highspeedwindtunnelexperimentswerecarriedouttovalidatethenumericalsimula—tionmethod．Resultsindicatethatturbodiffuserobtainshightotalpressurerecoverycoeffi—cientandlOWtotalpressuredisto

7、rtionindexatoutletwhentheordinateofcenterlinecontrolpointiswithin1．50—2．25andtheratioofconstantareasectionlengthofturbodiffusertoexitradiusiswithin0．3—0．7．Boththeflowsectionareaandblendradiusvariationlawsina“firstquick．thenslow”mannercontributetoa1owtota1pres

8、suredistortionindexatout—letofturbodiffuser．WiththeincreaseofflightMachnumber，massflowcoefficientsofboth收稿日期：2012—12—29基金项目：国家高技术研究发展计划(2009AA7050303)作者简介：张华军(1979一)，男，四川广汉人，工程师，博士，主要从事内流