毕业设计答辩PPT

青岛大学毕业设计（论文）超燃冲压发动机原理与技术分析专

业：热能与动力工程3班姓

名：王俊指导教师：刘世俭

介绍超燃冲压发动机原理与技术特点分析对比国内外理论研究与工程实际成果简介超燃冲压发动机一体化研究的意义与总体热力循环超燃冲压发动机核心部件的设计和技术分析超燃冲压发动机未来技术展望与用途的介绍研究内容

高超声速超燃冲压发动机是指燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机，是现阶段高超声速飞行器所实现的主要动力来源，被称为继螺旋桨，涡轮喷气发动机之后的第三次航空发动机革命。工作时超声速或高超声速气流在进气道扩压到较低的超声速，然后燃料从壁面或从气流中的突出物喷入，在超声速燃烧室中与空气混合并燃烧，最后，燃烧后的气体经扩张型的喷管排出。研究背景工作原理：超声速或高超声速气流在进气道扩压到较低的超声速，然后燃料从壁面或从气流中的突出物喷入，在超声速燃烧室中与空气混合并燃烧，最后，燃烧后的气体经扩张型的喷管排出优缺点：具有结构简单、重量轻、成本低、比冲高、速度快等优点但低速不能自主启动基本原理基本原理超燃冲压发动机基本原理超燃冲压发动机实际循环T-S图基本分类亚燃/超燃双模态冲压发动机亚燃/超燃双模态冲压发动机是指发动机可以亚燃和超燃冲压两种模式工作的发动机亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机为了克服双模态冲压发动机在不同马赫数下点火、掺混、稳定且在燃烧室停留的短暂时间内完全燃烧的问题，人们提出了亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机概念国外研究进展20世纪80年代，俄罗斯中央航空发动机研究院

“冷”高超音速技术发展计划中央航空流体动力研究所“鹰”计划近年来，俄罗斯对一种新型的高超声速推进系统——AJAX开展了深入细致的研究。NASA高超声速飞行器试验计划（Hyper-X）X-43A为最成功实例美国空军开始实施高超声速技术计划（HyTech）双模超燃冲压发动机的适用性、性能和结构耐久性美国海军开始“高超声速飞行验证计划（HyFly）NASA高超声速飞行器试验计划（Hyper-X）X-43A国内研究我国超燃冲压发动机理论研究与基础设备研究已经全面展开，并突破了一些关键技术，实现了超声速条件下的稳定燃烧；在发动机自由射流试验中获得了正推力。但客观的讲，同世界先进国家相比，国内超燃研究在基础理论、数值仿真能力、试验技术以及人才培养等方面还有较大差距，需要在不断消化吸收的基础上加大科研力度，加大自主创新力度，才能在这一领域赶超世界上的先进国家。超燃冲压发动机一体化流道设计优化是发动机总体研究的一个重要内容。新型的综合设计优化方法——多学科设计优化（MDO=MultidisciplinaryDesignOptimization）意义：采用高精度分析模型和试验数据，以提高优化水平和效率；研究燃烧室型面和燃料喷注分布对燃烧室性能的影响；对交互控制开展试验研究；研究流道设计参数对发动机部件/系统性能的影响，可以为改善发动机总体性能提供一些建议超燃冲压发动机总体化设计总体热力性能分析

等压模式分析用焓表示有效循环功：放热量吸热量循环热效率：是循环有效功与加热量之比限制马赫数假设222K得Ma=6.35进气道设计与性能研究

设计步骤为:气道类型和布局的选择设计马赫数的选择进气道气动设计计算要求：尽量符合模型试验外表面光滑；阻力小；相互影响小；进气道出口与燃烧室进口应协调；便于拆装使用维护；进气道能够正常起动是进气道设计的基本原则隔离段是进气道与燃烧室的过渡段，其作用是避免或缓解燃烧室内的扰动或者下游堵塞面积的变化对进气道正常流动的影响隔离段中的激波链可以调节出口静压高于进口静压隔离段计算式隔离段设计与性能研究燃烧室设计与性能研究

燃烧室是超燃冲压发动机核心部件，其功用是使燃料与获得减速增压的来流空气进行混合和燃烧，要求能最有效地把燃料中的化学能释放出来，转化为高温燃气的热能以提高气流的做功能力。燃料在高速气流中喷射，雾化，蒸发，掺混，燃烧，将化学能最大限度的转化为热能燃烧室设计的基本要求：在燃烧室工作范围内最不利条件下，能快速可靠的点火启动；保证燃烧室内最大限度完全燃烧，尽可能提高燃烧效率，同时要有良好的冷却条件，避免时产生烧蚀；具备足够的热强度，刚度，良好的气密性燃烧室关键技术燃料喷注、点火与火焰稳定技术实现亚燃和超燃双模态燃烧冷却技术等尾喷管设计与性能研究进气口气流的压力尽可能等熵的膨胀到外界大气压力，并且在尾喷管的出口得到均匀的，平行于轴线的的气流六区分析实际工程中喷管临界截面通常都大于在设计情况下工作时所需要的数值用途综述与技术展望用途用于洲际飞行的高超声速民用运输机和空天飞机（民用）高超声速导弹和高超声速打击/侦察飞机的动力装置（军用）以火箭发动机为基础、与超燃冲压发动机相结合的组合循环发动机(RBCC)为动力装置侦察飞机的动力装置（新型装置）技术展望通过对进气道，燃烧室，尾喷管的设计优化提升超燃冲压发动机性能(最现实)制造出装备核子反应堆的超音冲压喷气发动机但