預(yù)冷吸氣式組合推進系統(tǒng)熱力循環(huán)及優(yōu)化
本書對預(yù)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(shù)、循環(huán)構(gòu)型優(yōu)化方法進行了介紹。預(yù)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(shè)計自由度，人們構(gòu)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(gòu)型復(fù)雜多變的預(yù)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(yù)冷概念誕生的背景；第2～4章回顧了不同類別預(yù)冷循環(huán)的發(fā)展歷程；第5、6章對基于統(tǒng)一模型的預(yù)冷發(fā)動機熱力循環(huán)分析方法進行了介紹和應(yīng)用；第7～9章回顧了預(yù)冷發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀；第10、11章對間接預(yù)冷循環(huán)構(gòu)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(yù)冷概念的提出009
1.3本書的結(jié)構(gòu)體系011
參考文獻012
第2章射流預(yù)冷發(fā)動機015
2.1射流預(yù)冷發(fā)動機概述015
2.2射流預(yù)冷發(fā)動機核心技術(shù)發(fā)展016
2.3基于射流預(yù)冷發(fā)動機的典型應(yīng)用026
2.4小結(jié)038
參考文獻039
第3章直接預(yù)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(yù)冷循環(huán)發(fā)動機047
3.2.1深度預(yù)冷循環(huán)概念的提出047
3.2.2預(yù)冷空氣渦輪火箭發(fā)動機048
3.2.3預(yù)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(jié)075
參考文獻075
第4章間接預(yù)冷組合發(fā)動機080
4.1間接預(yù)冷循環(huán)概念的提出080
4.2間接預(yù)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(yù)冷發(fā)動機換熱技術(shù)094
4.5總體設(shè)計及循環(huán)參數(shù)匹配101
4.6小結(jié)103
參考文獻103
第5章預(yù)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(yù)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(yù)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(yù)冷發(fā)動機基本熱力循環(huán)的統(tǒng)一表征111
5.1.3預(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)冷壓縮最大壓比的熱力學(xué)條件118
5.3.2實際預(yù)冷壓縮最大壓比的熱力學(xué)條件120
5.3.3預(yù)冷壓縮系統(tǒng)壓比影響因素分析121
5.4小結(jié)122
參考文獻123
第6章基于預(yù)冷組合發(fā)動機統(tǒng)一模型的性能分析124
6.1預(yù)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(zhì)物性計算方法127
6.2預(yù)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(yù)冷壓縮理論壓比128
6.2.2從燃料物性的角度增大預(yù)冷壓縮理論壓比129
6.2.3從預(yù)冷壓縮系統(tǒng)方案的角度提高預(yù)冷壓縮有效度134
6.3預(yù)冷循環(huán)發(fā)動機性能邊界分析141
6.3.1考慮預(yù)冷壓縮系統(tǒng)貢獻的發(fā)動機性能邊界141
6.3.2預(yù)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(yù)冷循環(huán)發(fā)動機及任務(wù)性能比較144
6.4.1典型燃料的預(yù)冷發(fā)動機性能對比144
6.4.2典型燃料的預(yù)冷發(fā)動機任務(wù)性能指標對比145
6.5小結(jié)148
參考文獻148
第7章預(yù)冷組合發(fā)動機輕質(zhì)高效換熱器技術(shù)150
7.1預(yù)冷器/冷凝器150
7.1.1預(yù)冷器基本原理151
7.1.2典型預(yù)冷器方案152
7.1.3螺旋形預(yù)冷器設(shè)計方法164
7.2再生器/再熱器165
7.2.1材料166
7.2.2結(jié)構(gòu)形式167
7.2.3典型方案169
7.3微通道換熱器制造技術(shù)174
7.3.1密集微細管束式換熱器制造技術(shù)174
7.3.2PCHE換熱器微通道加工技術(shù)176
7.4小結(jié)180
參考文獻180
第8章預(yù)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(shè)計特點184
8.1.2設(shè)計參數(shù)選擇準則185
8.1.3設(shè)計方案舉例187
8.2高負荷壓氣機設(shè)計技術(shù)188
8.3氦氣壓縮系統(tǒng)技術(shù)需求及挑戰(zhàn)191
8.4氦氣膨脹系統(tǒng)技術(shù)需求及挑戰(zhàn)201
8.5小結(jié)208
參考文獻208
第9章預(yù)冷組合發(fā)動機進排氣系統(tǒng)210
9.1預(yù)冷組合發(fā)動機進氣道210
9.1.1典型設(shè)計方案210
9.1.2進氣道與預(yù)冷器一體化設(shè)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(zhuǎn)噴管219
9.3進排氣系統(tǒng)與飛行器一體化設(shè)計224
9.3.1進氣道與飛行器一體化設(shè)計224
9.3.2尾噴管與飛行器一體化設(shè)計225
9.4小結(jié)227
參考文獻227
第10章間接預(yù)冷發(fā)動機多分支閉式循環(huán)構(gòu)型設(shè)計方法229
10.1簡單間接預(yù)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(yù)冷壓縮系統(tǒng)性能230
10.1.2熱容流率失配對簡單預(yù)冷壓縮系統(tǒng)性能的影響231
10.1.3基于簡單CBC方案的預(yù)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(gòu)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(zhì)流量分配策略237
10.2.2多分支TRC系統(tǒng)最優(yōu)構(gòu)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(gòu)型配置策略的性能比較246
10.3多分支中介循環(huán)串級預(yù)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(yù)冷系統(tǒng)的必要性分析247
10.3.2多分段串級預(yù)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(fù)雜多分支中介循環(huán)的預(yù)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(yù)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(yù)冷壓縮系統(tǒng)及發(fā)動機
性能257
10.5小結(jié)261
參考文獻261
第11章間接預(yù)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(shè)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(yù)冷發(fā)動機方案配置262
11.2.2基于部件法的間接預(yù)冷發(fā)動機變工況模型263
11.2.3發(fā)動機設(shè)計點性能及部件參數(shù)優(yōu)化匹配271
11.3預(yù)冷核心發(fā)動機的控制量及調(diào)節(jié)機制分析275
11.3.1預(yù)冷核心發(fā)動機控制量的選擇275
11.3.2控制量對預(yù)冷核心發(fā)動機的調(diào)節(jié)機制分析276
11.4預(yù)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(yù)冷核心發(fā)動機變工況控制特性分析279
11.4.2預(yù)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(wù)軌跡下的推力調(diào)節(jié)邊界及發(fā)動機性能285
11.5.1預(yù)冷核心發(fā)動機推力調(diào)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(jié)290
參考文獻291
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