西北工业大学;北京动力机械研究所陈玉春获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学;北京动力机械研究所申请的专利亚燃冲压发动机非稳态性能估算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115169056B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210962184.4,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权亚燃冲压发动机非稳态性能估算方法是由陈玉春;张至斌;宋可染;黄新春设计研发完成,并于2022-08-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本亚燃冲压发动机非稳态性能估算方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种亚燃冲压发动机非稳态性能估算方法,包括计算并确定冲压发动机进气道、过渡段、燃烧室和尾喷管的设计点参数步骤;根据设计点参数和进气道和尾喷管的流量平衡关系,计算确定冲压发动机进气道、过渡段、燃烧室和尾喷管的非设计点步骤;建立实际进气道工作点β残差方程步骤;在整个非稳态过程逐点迭代实际进气道工作点β,获得发动机实际推力Fn实,最终获得考虑容积效应的发动机非稳态推力曲线。本发明在进行亚燃冲压发动机非稳态性能设计时,可以准确和快速得计算出亚燃冲压发动机的非稳态条件下的推力,在进行亚燃冲压发动机总体设计时,能够缩短总体设计人员的设计迭代周期,并指导部件设计人员进行详细设计。
本发明授权亚燃冲压发动机非稳态性能估算方法在权利要求书中公布了:1.一种亚燃冲压发动机非稳态性能估算方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤一、根据给定飞行马赫数Ma、飞行高度H、进气道进口流量Wa,及飞行马赫数Ma在进气道插值特性图上的插值的流量系数φ和总压恢复系数σ,依次计算并确定冲压发动机进气道、过渡段、燃烧室和尾喷管的设计点; 所述确定的进气道设计点参数包括:进气道迎风面积Ac、进气道出口总温Tout和进气道出口总压Pout;所述确定的过渡段设计点参数包括:过渡段出口总压P22,过渡段出口总温T22和过渡段进口换算流量Wac2des;所述确定的燃烧室设计点参数包括:燃烧室出口面积A32、燃烧室出口总压P32,燃烧室出口流量Wg32;所述确定的尾喷管设计点参数包括:尾喷管喉部面积A43和尾喷管出口面积A42; 步骤二、结合所述冲压发动机进气道、过渡段、燃烧室和尾喷管设计点的参数和进气道和尾喷管的流量平衡关系,根据公开的标准大气表和非设计点的进气道捕获流量Wa_c、飞行马赫数Maoff、飞行高度Hoff,计算实际进气道进口总温Tin实和进气道进口总压Pin实,根据实际进气道工作点β和非设计点的飞行马赫数Maoff在进气道插值特性图上的插值流量系数φ1和总压恢复系数σ1,计算确定冲压发动机进气道、过渡段、燃烧室和尾喷管的非设计点; 所述确定的进气道非设计点参数包括:非设计点的进气道流量Wa实、进气道出口总温Tout实和进气道出口总压Pout实;所述确定的过渡段非设计点参数包括:实际过渡段出口总压P22实,实际过渡段出口总温T22实,实际过渡段出口流量Wa22实;所述确定的燃烧室非设计点参数包括:实际燃烧室出口总温T32实、实际燃烧室出口总压P32实,燃烧室实际出口流量Wg32实;所述确定的尾喷管非设计点参数包括:发动机实际推力Fn实和实际尾喷管所需的总压P8; 还包括对实际燃烧室出口总温T32实、燃烧室实际出口流量Wg32实考虑容积效应的计算步骤: 根据实际燃烧室容积V实、当前实际燃烧室出口流量Wg32、实际燃烧室出口总焓H32实、实际燃烧室出口总压P32实以及与上一时刻相比总压和内能的变化ΔP和ΔU,计算考虑容积效应后的燃烧室出口总焓H4和考虑容积的流量Wg4,公式如下: , 根据考虑容积计算后的燃烧室出口总焓H4计算考虑容积后的燃烧室出口总温T4;公式中的R为气体常数,考虑容积效应,则实际燃烧室出口总温T32实的值等于T4,燃烧室实际出口流量Wg32实的值等于所述的考虑容积的流量Wg4,容积效应的计算用于反映非稳态对发动机性能的影响; 步骤三、根据步骤二得到的实际尾喷管所需的总压P8与已知的实际尾喷管进口总压P41实构成残差方程,如下式所示: , 通过改变所述的实际进气道工作点β改变残差方程的值,使用牛顿法迭代实际进气道工作点β,当残差的绝对值小于0.0001时,视为迭代收敛; 步骤四、根据非设计点的余气系数α、飞行马赫数Maoff和飞行高度Hoff随时间Time的变化规律,按照步骤三逐点迭代实际进气道工作点β,从而获得步骤二计算的发动机实际推力Fn实,直到Time=0到给定的时间限制TimeMAX的整个非稳态过程计算完毕,最终获得考虑容积效应的发动机非稳态推力曲线。
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