超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)高溫燃油供給系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、掌握燃油供給系統(tǒng)特性是進(jìn)行超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)，而燃油供給系統(tǒng)的性能和可靠性至關(guān)重要，它決定了整個(gè)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的安全可靠性。隨著高超聲速飛行器飛行速度的提高，其發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)對(duì)燃油控制系統(tǒng)提出了響應(yīng)速度快，控制誤差小，工作性能可靠等要求。而由于采用吸熱型碳?xì)淙剂献鳛槔鋮s劑對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和飛行器進(jìn)行主動(dòng)再生冷卻，造成高溫時(shí)燃油供給系統(tǒng)的冷卻通道內(nèi)的燃油出現(xiàn)了兩相流狀態(tài)，這種現(xiàn)象對(duì)燃油供給系統(tǒng)控制帶來了很

2、大的挑戰(zhàn)。因?yàn)槿加兔芏茸兓艽?，燃油質(zhì)量流量控制比較困難，將嚴(yán)重地影響燃油供給系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制誤差，甚至能夠影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性的影響是致命的。因此掌握燃油供給系統(tǒng)特性，以設(shè)計(jì)一個(gè)好的控制器來解決由兩相流帶來的問題是非常必要的。基于此，本文對(duì)含有兩相流的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究，內(nèi)容主要包括：對(duì)象建模、穩(wěn)態(tài)特性分析、動(dòng)態(tài)特性分析等方面。具體工作如下：
　　1、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)高溫燃油供給

3、系統(tǒng)模型的建立。本文對(duì)含有兩相流的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，分別建立了泵壓式和擠壓式的多點(diǎn)噴射的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)高溫燃油供給系統(tǒng)；為研究受熱管道特性，基于AMESIM和MSC.EASY5分別建立了擠壓式的單點(diǎn)噴射的燃油供給系統(tǒng)，以進(jìn)行高溫燃油供給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性的仿真及分析。
　　2、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)高溫燃油供給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析。本文根據(jù)第二章基于AMESIM所建立的單點(diǎn)噴射的燃油供給系統(tǒng)模

4、型，進(jìn)行了調(diào)節(jié)閥開度、系統(tǒng)壓差影響下的系統(tǒng)的質(zhì)量流量、出口工質(zhì)含氣比、出口工質(zhì)溫度、出口工質(zhì)密度的穩(wěn)態(tài)特性的仿真計(jì)算，并對(duì)其變化特性進(jìn)行了相應(yīng)的物理解釋，得出了高溫燃油供給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。
　　3、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)高溫燃油供給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析。本文仿真并分析了主動(dòng)熱防護(hù)和燃料的燃燒釋熱非耦合時(shí)超臨界、亞臨界條件下調(diào)節(jié)閥、外界環(huán)境溫度對(duì)系統(tǒng)的出口工質(zhì)的質(zhì)量流量、出口工質(zhì)的溫度動(dòng)態(tài)特性；并對(duì)主動(dòng)熱防護(hù)和燃料的燃燒釋熱非耦合時(shí)調(diào)節(jié)閥的面