学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

火箭基组合循环发动机（RBCC）引射模态的准一维理论分析

作　者: 林其
导　师: 唐志共；白菡尘
学　校: 中国空气动力研究与发展中心
专　业: 飞行器设计
关键词: 火箭基组合循环引射模态准一维理论运行第三临界
分类号: TJ43
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 116次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

准一维简化理论计算与分析模型是RBCC引射模态研究中的一个简单、快速、有效的方法。本文针对当前RBCC引射模态研究中基本参数的合理配置等问题,以“支板引射-等截面混合室-扩张段”型式的引射模态简化构型为研究对象,将经典引射器理论应用于分析无二次燃烧的引射模态的运行趋势、基本性能和参数影响,并对引射模态基本参数进行了初步配置,主要包括以下内容:1)从普通引射器与RBCC引射模态的各自特点出发,辨析了普通引射器与RBCC引射模态工作过程的区别与联系;将经典引射器的计算理论拓展应用于RBCC引射模态初步研究,建立了RBCC引射模态准一维理论计算/分析模型。2)对于超声速引射器理论中遗留多年的混合室出口马赫数双解问题,根据超声速引射器气流在扩张段内流动的物理过程,提出了混合室出口马赫数取解(超声速解或亚声速解)判据,并用文献提供的实验数据初步验证了这个取超声速解的判据的有效性。初步应用表明,在支板堵塞比ψ=10%,引射喷管射流马赫数M1=3.0条件下,当一次流总压p0 1>5 MPa时,混合室出口马赫数必定取超声速解。这正是本文的主要创新点所在。3)通过考察出口反压、二次流总压与一次流总压的影响研究了在无二次燃烧情况下RBCC引射模态各运行工况的参数条件及其变化趋势;考察了偏离第三临界工况对于RBCC引射模态基本性能的影响;对比分析了各临界工况时的推力-经济性能。分析表明,对于无二次燃烧的RBCC引射模态而言,第三临界工况因具有较高的内推力、内推力增益和推进剂比冲性能而表现为最佳的推力-经济性能。4)考察了各关键参数(主要包括总温比、总压比、支板堵塞比和一次射流马赫数)对于RBCC(第二和第三)临界引射系数的影响规律并分析了临界工作状态实现的可能性;针对RBCC引射模态第三临界工作状态,分析了支板火箭参数对于基本性能的影响;以第三临界工况时实现最佳推力-经济性能为目标函数,对RBCC引射模态的基本参数进行了初步配置。配置结果表明,在总压比Π0=40、60、80、100时,对应的引射喷管射流马赫数M 1应分别为2.98、3.20、3.35、3.47,对应的支板堵塞比ψ应分别为0.18、0.16、0.14、0.13。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
缩略词说明  7-8
主要符号说明  8-11
第一章综述  11-22
  1.1 背景和意义  11-12
  1.2 RBCC 推进概念  12-13
  1.3 RBCC 引射模态研究进展  13-21
    1.3.1 国外进展  14-18
    1.3.2 国内进展  18-20
    1.3.3 总结与提炼  20-21
  1.4 本文主要研究内容  21-22
第二章一维理论计算的拓展  22-51
  2.1 引射器基础  22-26
    2.1.1 引射器的工作过程  22-23
    2.1.2 引射器的结构形式及分类  23
    2.1.3 引射器的性能指标  23-24
    2.1.4 超声速引射器  24-26
    2.1.5 引射器的极限工况  26
  2.2 RBCC 引射模态概念  26-27
  2.3 RBCC 引射模态与引射器的异同  27-29
  2.4 RBCC 引射模态系统定义  29-30
  2.5 RBCC 引射模态计算理论  30-41
    2.5.1 基本性能计算  30-36
    2.5.2 超声速工况混合室初始段参数计算  36-41
  2.6 超声速引射器理论的新思考  41-47
    2.6.1 历史疑难  41-42
    2.6.2 混合室出口马赫数的取解判据  42-45
    2.6.3 算例应用解析  45-46
    2.6.4 初步结论与说明  46-47
  2.7 算例验证  47-49
    2.7.1 准一维计算与分析模型验证  47-48
    2.7.2 第二亚声速非解域判据的验证  48-49
  2.8 本章小结  49-51
第三章 RBCC 引射模态基本性能  51-70
  3.1 引射模态运行工况变化趋势  51-59
    3.1.1 Laval 喷管运行工况变化趋势回顾  51-52
    3.1.2 亚声速解情况下引射模态运行工况变化趋势  52-57
    3.1.3 超声速解情况下引射模态运行工况变化趋势预测  57-58
    3.1.4 壅塞的变化趋势  58-59
  3.2 RBCC 引射模态推力特性  59-64
    3.2.1 固定几何的RBCC 引射模态推力特性  59-61
    3.2.2 几何参数对RBCC 引射模态推力特性的影响  61-64
  3.3 偏离第三临界工况对推力特性的影响  64-66
  3.4 RBCC 引射模态三种临界工况的性能比较  66-68
  3.5 本章小结  68-70
第四章 RBCC 引射模态临界工况参数影响分析  70-93
  4.1 实现临界工作状态的可能性分析  70-84
    4.1.1 一次流总温对临界引射系数的影响  70-75
    4.1.2 一次射流马赫数对临界引射系数的影响  75-78
    4.1.3 总压比对临界引射系数的影响  78-80
    4.1.4 支板堵塞比对临界引射系数的影响  80-83
    4.1.5 综析与说明  83-84
  4.2 火箭参数对第三临界工况基本性能的影响  84-88
  4.3 RBCC 引射模态基本参数配置  88-90
  4.4 引射模态一维理论计算与分析的局限性  90-91
  4.5 本章小结  91-93
第五章结束语  93-95
  5.1 本文工作总结  93
  5.2 对下一步工作的建议  93-95
致谢  95-96
参考文献  96-100
附录一气动函数  100-101
附录二作者简介  101

火箭基组合循环发动机（RBCC）引射模态的准一维理论分析

内容摘要

全文目录

相似论文