預冷吸氣式組合推進系統(tǒng)熱力循環(huán)及優(yōu)化
本書對預冷類吸氣式組合推進系統(tǒng)熱力循環(huán)的發(fā)展演變歷程、部件技術、循環(huán)構型優(yōu)化方法進行了介紹。預冷概念的提出為發(fā)展熱力循環(huán)深度融合、部件完全共用的全域發(fā)動機開辟了新的實現(xiàn)途徑，借助這一新的設計自由度，人們構造了一系列新的組合發(fā)動機方案，形成了一個循環(huán)類別豐富多樣、構型復雜多變的預冷發(fā)動機大家族，本書對其進行了系統(tǒng)性的介紹，有助于增強讀者對此類發(fā)動機的認識�！禕R》本書共11章，第1章介紹了預冷概念誕生的背景；第2～4章回顧了不同類別預冷循環(huán)的發(fā)展歷程；第5、6章對基于統(tǒng)一模型的預冷發(fā)動機熱力循環(huán)分析方法進行了介紹和應用；第7～9章回顧了預冷發(fā)動機關鍵技術發(fā)展現(xiàn)狀；第10、11章對間接預冷循環(huán)構型優(yōu)化方法與控制規(guī)律進行了探討。
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目錄
前言
第1章緒論001
1.1吸氣式組合發(fā)動機發(fā)展現(xiàn)狀002
1.2預冷概念的提出009
1.3本書的結構體系011
參考文獻012
第2章射流預冷發(fā)動機015
2.1射流預冷發(fā)動機概述015
2.2射流預冷發(fā)動機核心技術發(fā)展016
2.3基于射流預冷發(fā)動機的典型應用026
2.4小結038
參考文獻039
第3章直接預冷組合發(fā)動機043
3.1液化空氣循環(huán)發(fā)動機043
3.1.1液化空氣循環(huán)發(fā)動機的提出043
3.1.2提升液化空氣循環(huán)發(fā)動機性能的措施045
3.2深度預冷循環(huán)發(fā)動機047
3.2.1深度預冷循環(huán)概念的提出047
3.2.2預冷空氣渦輪火箭發(fā)動機048
3.2.3預冷渦噴發(fā)動機058
3.2.4KLIN循環(huán)068
3.2.5逆循環(huán)發(fā)動機071
3.3小結075
參考文獻075
第4章間接預冷組合發(fā)動機080
4.1間接預冷循環(huán)概念的提出080
4.2間接預冷循環(huán)發(fā)動機084
4.3SABRE系列發(fā)動機的最新進展091
4.4間接預冷發(fā)動機換熱技術094
4.5總體設計及循環(huán)參數(shù)匹配101
4.6小結103
參考文獻103
第5章預冷組合發(fā)動機循環(huán)方案的總體分析方法106
5.1換熱器預冷的組合發(fā)動機熱力循環(huán)總體分析模型106
5.1.1直接預冷發(fā)動機基本熱力循環(huán)的統(tǒng)一表征107
5.1.2間接預冷發(fā)動機基本熱力循環(huán)的統(tǒng)一表征111
5.1.3預冷循環(huán)發(fā)動機熱力循環(huán)總體分析模型112
5.2基于總體分析模型的預冷發(fā)動機熱力循環(huán)分析114
5.2.1總體分析模型視角下的預冷發(fā)動機工作過程分析115
5.2.2發(fā)動機性能及其影響因素分析117
5.3預冷壓縮系統(tǒng)工作過程與性能的總體分析118
5.3.1理想預冷壓縮最大壓比的熱力學條件118
5.3.2實際預冷壓縮最大壓比的熱力學條件120
5.3.3預冷壓縮系統(tǒng)壓比影響因素分析121
5.4小結122
參考文獻123
第6章基于預冷組合發(fā)動機統(tǒng)一模型的性能分析124
6.1預冷壓縮系統(tǒng)及發(fā)動機部件模型124
6.1.1壓縮與膨脹部件模型124
6.1.2換熱器部件模型126
6.1.3燃燒室部件模型126
6.1.4工質物性計算方法127
6.2預冷壓縮系統(tǒng)性能提升途徑分析128
6.2.1從運行參數(shù)的角度增大預冷壓縮理論壓比128
6.2.2從燃料物性的角度增大預冷壓縮理論壓比129
6.2.3從預冷壓縮系統(tǒng)方案的角度提高預冷壓縮有效度134
6.3預冷循環(huán)發(fā)動機性能邊界分析141
6.3.1考慮預冷壓縮系統(tǒng)貢獻的發(fā)動機性能邊界141
6.3.2預冷壓縮進氣道雙壓縮系統(tǒng)對發(fā)動機性能的貢獻143
6.4典型燃料的預冷循環(huán)發(fā)動機及任務性能比較144
6.4.1典型燃料的預冷發(fā)動機性能對比144
6.4.2典型燃料的預冷發(fā)動機任務性能指標對比145
6.5小結148
參考文獻148
第7章預冷組合發(fā)動機輕質高效換熱器技術150
7.1預冷器/冷凝器150
7.1.1預冷器基本原理151
7.1.2典型預冷器方案152
7.1.3螺旋形預冷器設計方法164
7.2再生器/再熱器165
7.2.1材料166
7.2.2結構形式167
7.2.3典型方案169
7.3微通道換熱器制造技術174
7.3.1密集微細管束式換熱器制造技術174
7.3.2PCHE換熱器微通道加工技術176
7.4小結180
參考文獻180
第8章預冷組合發(fā)動機壓縮與膨脹系統(tǒng)183
8.1極高壓比空氣壓縮系統(tǒng)183
8.1.1極高壓比軸流壓氣機的設計特點184
8.1.2設計參數(shù)選擇準則185
8.1.3設計方案舉例187
8.2高負荷壓氣機設計技術188
8.3氦氣壓縮系統(tǒng)技術需求及挑戰(zhàn)191
8.4氦氣膨脹系統(tǒng)技術需求及挑戰(zhàn)201
8.5小結208
參考文獻208
第9章預冷組合發(fā)動機進排氣系統(tǒng)210
9.1預冷組合發(fā)動機進氣道210
9.1.1典型設計方案210
9.1.2進氣道與預冷器一體化設計214
9.2排氣系統(tǒng)216
9.2.1雙鐘形噴管217
9.2.2塞式噴管218
9.2.3膨脹偏轉噴管219
9.3進排氣系統(tǒng)與飛行器一體化設計224
9.3.1進氣道與飛行器一體化設計224
9.3.2尾噴管與飛行器一體化設計225
9.4小結227
參考文獻227
第10章間接預冷發(fā)動機多分支閉式循環(huán)構型設計方法229
10.1簡單間接預冷壓縮系統(tǒng)性能及存在的問題229
10.1.1熱容流率匹配時的簡單預冷壓縮系統(tǒng)性能230
10.1.2熱容流率失配對簡單預冷壓縮系統(tǒng)性能的影響231
10.1.3基于簡單CBC方案的預冷壓縮系統(tǒng)存在的問題234
10.2多分支中介循環(huán)梯級再生壓縮系統(tǒng)的最優(yōu)構型研究236
10.2.1多分支TRC系統(tǒng)最優(yōu)分支數(shù)目及工質流量分配策略237
10.2.2多分支TRC系統(tǒng)最優(yōu)構型配置策略的數(shù)值驗證243
10.2.3多分支TRC系統(tǒng)不同構型配置策略的性能比較246
10.3多分支中介循環(huán)串級預冷系統(tǒng)最優(yōu)冷卻方案研究247
10.3.1采用多分段串級預冷系統(tǒng)的必要性分析247
10.3.2多分段串級預冷系統(tǒng)的最優(yōu)冷卻方案249
10.3.3不同TRC+CCP系統(tǒng)方案空氣冷卻性能比較250
10.4基于復雜多分支中介循環(huán)的預冷壓縮系統(tǒng)/發(fā)動機性能253
10.4.1具有不同分支數(shù)目的最優(yōu)預冷壓縮系統(tǒng)及發(fā)動機性能254
10.4.2基于燃料再冷方案的多分支預冷壓縮系統(tǒng)及發(fā)動機
性能257
10.5小結261
參考文獻261
第11章間接預冷發(fā)動機變工況特性及控制規(guī)律探討262
11.1引言262
11.2發(fā)動機變工況模型及設計點參數(shù)的優(yōu)化匹配262
11.2.1簡單中介循環(huán)間接預冷發(fā)動機方案配置262
11.2.2基于部件法的間接預冷發(fā)動機變工況模型263
11.2.3發(fā)動機設計點性能及部件參數(shù)優(yōu)化匹配271
11.3預冷核心發(fā)動機的控制量及調節(jié)機制分析275
11.3.1預冷核心發(fā)動機控制量的選擇275
11.3.2控制量對預冷核心發(fā)動機的調節(jié)機制分析276
11.4預冷核心發(fā)動機最大推力狀態(tài)控制規(guī)律研究278
11.4.1預冷核心發(fā)動機變工況控制特性分析279
11.4.2預冷核心發(fā)動機最大推力狀態(tài)控制規(guī)律283
11.5典型飛行任務軌跡下的推力調節(jié)邊界及發(fā)動機性能285
11.5.1預冷核心發(fā)動機推力調節(jié)邊界287
11.5.2核心發(fā)動機最大推力狀態(tài)控制規(guī)律的驗證289
11.6小結290
參考文獻291
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