单叶轮微涡扇发动机优化设计与特性计算 - 5iMX.com 我爱模型玩家论坛 ——专业遥控模型和无人机玩家论坛（玩模型就上我爱模型，创始于2003年）

资料介绍]
摘要
小型航空发动机的应用已有几十年的历史，在当今军用飞行器和导弹向无人化、小型化和微型化方向发展趋势的带动下，微型航空发动机越来越受到重视，国内在这方面的研究刚刚起步，今后会有相当广泛的用途。微型航空发动机的设计理念追求高性能、低成本，目前国内外尚未出现数十公斤推力量级的微型涡扇发动机。
本文对于数十公斤推力量级的、工程技术难度适中的、低增压比的一种单叶轮微型涡扇发动机，进行了总体气动布局分析和结构可行性研究，热力循环优化设计，总体气动设计及飞行特性模拟这三个方面的研究。
在以上研究中，看到了微涡扇发动机不同于微涡喷发动机的的特殊点，由此提出了高低叶片、等效压气机这两个新的概念和相应的研究思路，找到了解决问题的途径和方法。最终给出了一台40公斤推力级、低增压比为3.0的单叶轮微涡扇发动机的丰富数据和特性曲线。本文的内容为后续的微涡扇发动机部件设计研究奠定了基础。
关键词：微型航空发动机，涡轮风扇发动机，风扇—压气机一体化叶轮，高低叶片，等效压气机

[目录]
1  绪论
2  总体气动布局分析和结构可行性研究
3  热力循环分析与优化
4  总体设计程序分析
5  微涡扇高度速度特性
6  微涡扇飞行任务剖面特性和转速特性
7  最初设计方案的探索研究
结论
致谢
参考文献

[原文]
1.1  微涡扇发动机研究背景
现代军用飞机有向无人化、小型化、微型化方向发展的趋势，以美国的全球鹰无人侦察机为代表，世界各国都争先恐后的研究制造无人侦察机(UAV)，甚至无人攻击侦察机(UCAV)作为军事力量的储备，以便必要时能将其投入复杂的战场环境，发挥重要的作用。这样必然要求相应的航空动力设备也要小型化和微型化，还要具有高空低速或者低空高速等许多独特的性能，显然动力设备的研究在无人机项目中占据重要地位。国际上，美国走在了世界各国的前列，有多家公司设计制造出成熟的小型或微型发动机，应用在导弹、无人飞行器、靶机、航空模型和燃气轮机发电等军用和民用领域，此外德国、英国和日本也有自己的产品如下表，可见唯一的一种涡扇发动机是WR19，其推力为272Kg。
...
在国内，航空发动机小型化、微型化研究的起步较晚，研究的单位很有限。北航四系从1999年以来率先开展了微型发动机的研究与设计工作，通过不懈的努力，到2003年初已经基本完成了设计点推力为10Kg量级的微型涡喷发动机的设计工作，为本文的工作奠定了坚实的基础。
1.2  微涡扇发动机的研究目的
本文研究的微涡扇发动机全称为“单轴单叶轮斜流式风扇－压气机一体化叶片微型分排涡扇发动机”。预先研究的目的主要有两点，
首先，综观国内外的小型和微型航空发动机，在100Kg推力以下级别内，基本都是涡喷发动机，多少存在着耗油率高、热效率低的问题。能不能采用斜流式风扇－压气机一体化叶片以提高增压比、增加流量，同时具有低耗油率、高热效率，是本文要努力求解的问题。
......

[参考资料]
参考文献
[1]  G.C.Oates[美]著,张逸民,李燕生译.燃气涡轮发动机气动热力学理论及其应用（上册）.北京:国防工业出版社，1988.
[2]  单鹏,桂幸民,陈矛章.高性能小型涡扇发动机总体设计性能优化和压缩系统气动设计.北京:中国国防科学技术报告，2002年4月.
[3]  单鹏.多变量推进系统数学模型中的矢量空间及其分解.航空学报,1997:Vol.18,No.1.
[4]  单鹏.多变量多轴多函道涡喷/涡扇推进系统内流特性部件法数学模型程序说明.1992.
[5]  陈大光,张津.飞机－发动机性能匹配与优化.北京:北京航空航天大学出版社,1990.
[6]  Maung Maung Kyaw[缅甸].微型涡轮喷气发动机总体设计（Overall Design of Micro-Turbojet Engine）.北京:北京航空航天大学,2001.
[7] G.C.Oates.Aircraft Propulsion Systems Technology and Design. Washington,DC: American Institute of Aeronautics and Astronautics,Inc.19

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