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脉冲爆震涡轮发动机研究进展 被引量：12
1
作者 郑龙席 卢杰 +4 位作者 严传俊 邱华 王治武 黄希桥 李晓丰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期993-1000,共8页
介绍了脉冲爆震涡轮发动机的基本概念、主要结构形式以及基本特点.详细介绍了国内外研究状况及课题组的最新研究进展,对脉冲爆震涡轮发动机需要突破的关键技术、主要研究内容以及发展途径进行了探讨.研究表明：相比于传统的涡轮喷气发动... 介绍了脉冲爆震涡轮发动机的基本概念、主要结构形式以及基本特点.详细介绍了国内外研究状况及课题组的最新研究进展,对脉冲爆震涡轮发动机需要突破的关键技术、主要研究内容以及发展途径进行了探讨.研究表明：相比于传统的涡轮喷气发动机,脉冲爆震涡轮发动机的耗油率能降低5%~15%;在相同的燃烧室入口条件下,与等压燃烧驱动涡轮相比,用脉冲爆震燃烧驱动涡轮时的涡轮的单位输出功率要高;实现了由脉冲爆震燃烧室驱动涡轮,涡轮带动压气机给脉冲爆震燃烧室供气的自吸气模式,表明用脉冲爆震燃烧室代替传统等压燃烧室是完全可行的. 展开更多
关键词 脉冲爆震波 脉冲爆震燃烧室 涡轮 涡轮发动机 脉冲爆震涡轮发动机
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采用脉冲爆震外涵加力燃烧室的涡扇发动机性能研究 被引量：6
2
作者 卢杰 郑龙席 +1 位作者 王治武 彭畅新 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期858-864,共7页
为了研究带外涵加力脉冲爆震燃烧室(Pulse detonation combustor,PDC)的分开排气涡扇发动机性能,建立了其性能模型。利用该模型对带PDC外涵加力原理性试验模型的性能进行了评估,同时选取涡扇发动机对该发动机采用PDC外涵加力后的部件特... 为了研究带外涵加力脉冲爆震燃烧室(Pulse detonation combustor,PDC)的分开排气涡扇发动机性能,建立了其性能模型。利用该模型对带PDC外涵加力原理性试验模型的性能进行了评估,同时选取涡扇发动机对该发动机采用PDC外涵加力后的部件特性及整机性能进行研究,并比较了等燃油流量下外涵道装有PDC和传统等压燃烧室的发动机性能。理论计算结果和实验值对比表明,加装合适的喷管结构能够大大提高该原理性试验模型的推力性能。算例的计算结果显示:随着PDC工作频率的提高,发动机总推力增加,耗油率增大;在同一工作频率下,PDC平均增压比、平均出口温度和发动机总推力在当量比1.1左右达到最大值,发动机总耗油率随着当量比的增大而增加;当PDC工作频率超过50Hz时,外涵道装有PDC的发动机总推力大于外涵道装有传统等压燃烧室的发动机推力,且耗油率要小。 展开更多
关键词 脉冲爆震涡轮发动机 性能 部件特性 当量比
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前直段长度对回流脉冲爆震燃烧室起爆特性影响研究
3
作者 郭青林 彭畅新 +2 位作者 王凌羿 郑龙席 卢杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期106-113,共8页
针对脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)回流脉冲爆震燃烧室的起爆特性建立了数值仿真模型并进行了实验验证,使用校验过的模型对比分析了不同回流脉冲爆震燃烧室前直段长度对爆震波生成的影响规律。结果表明,本文建立的仿真模型和方法能够正确预... 针对脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)回流脉冲爆震燃烧室的起爆特性建立了数值仿真模型并进行了实验验证,使用校验过的模型对比分析了不同回流脉冲爆震燃烧室前直段长度对爆震波生成的影响规律。结果表明,本文建立的仿真模型和方法能够正确预测试验条件下回流脉冲爆震燃烧室内的爆震燃烧传播过程,数值模拟结果与试验基本相符。仿真结果显示,当前直段长度小于4倍管径时,弯管内高温区与高压区发生分离,燃烧波未转变成爆震波。当前直段大于6倍管径时,随着前直段的加长,爆震波生成位置距离弯段出口越近,但总的起爆距离加长。在设计回流脉冲爆震燃烧室时,可通过增加前直段长度来缩短压气机和涡轮间的轴向距离,但会增加爆震室总长度。 展开更多
关键词 脉冲爆震 涡轮发动机 回流脉冲爆震燃烧室 前直段长度 起爆特性
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脉冲爆震载荷作用下转子系统动力学特性 被引量：4
4
作者 李胜远 郑龙席 +1 位作者 贾胜锡 梅庆 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1936-1943,共8页
针对脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)气动载荷具有周期性、非定常的特点,应用有限元法建立了PDTE转子系统动力学特性计算模型。在验证计算模型准确性的基础上,研究了周期性、非定常轴向力和扭矩对转子系统动力学特性的影响。研究结果表明:与... 针对脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)气动载荷具有周期性、非定常的特点,应用有限元法建立了PDTE转子系统动力学特性计算模型。在验证计算模型准确性的基础上,研究了周期性、非定常轴向力和扭矩对转子系统动力学特性的影响。研究结果表明:与传统燃气涡轮发动机相比,PDTE转子系统同时存在弯曲振动、轴向振动和扭转振动。脉冲爆震燃烧室的气动载荷会改变转子系统的弯曲刚度,但对气动载荷合理设计后,其对弯曲振动的影响较小。周期性、非定常轴向力引起转子系统轴向振动,且轴向振动特性主要受零频和1阶轴向共振频率处响应的影响。PDTE工作时滚珠轴承的轴向支反力会不断变向,在设计滚珠轴承时应予以考虑。周期性、非定常扭矩引起转子系统扭转振动,1阶扭转共振频率分量在扭转振动响应中占优。 展开更多
关键词 脉冲爆震涡轮发动机 非定常气动载荷 转子动力学 弯曲振动 轴向振动 扭转振动
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脉冲爆震涡轮发动机转子系统优化设计
5
作者 傅超 王福斌 +2 位作者 郑龙席 路宽 郑召利 《航空发动机》 北大核心 2023年第2期13-18,共6页
为研制某脉冲爆震涡轮发动机样机,根据总体设计要求设计了相应的空心轴转子-轴承结构系统。基于有限元法建立了该转子系统的理论分析模型,采用数值积分方法开展了考虑脉冲爆震非定常周期气动载荷作用的转子系统动力学特性计算。将在临... 为研制某脉冲爆震涡轮发动机样机,根据总体设计要求设计了相应的空心轴转子-轴承结构系统。基于有限元法建立了该转子系统的理论分析模型,采用数值积分方法开展了考虑脉冲爆震非定常周期气动载荷作用的转子系统动力学特性计算。将在临界转速处转子的振动幅值最小化作为优化目标,以转子系统各阶临界转速与发动机慢车转速及工作转速之间的裕度作为约束条件,结合转子强度的相关要求,基于NSGA-II多目标优化算法对转子系统的支承位置、刚度及转子结构的几何参数进行了优化设计。结果表明:优化后的转子-轴承系统满足总体设计要求,临界转速与工作转速之间的裕度超过20%,且保证了前3阶临界转速对应的振动幅值最小化。研究方法和结果可为脉冲爆震涡轮发动机转子系统结构设计和优化提供参考。 展开更多
关键词 脉冲爆震 转子系统 气动载荷 非定常激励 优化设计 涡轮发动机
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脉冲爆震涡轮发动机共同工作特性 被引量：2
6
作者 王凌羿 郑龙席 赵玉龙 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期548-555,共8页
为了研究脉冲爆震涡轮发动机(pulse detonation turbine engine,PDTE)共同工作特性和整机性能,建立了其共同工作分析模型。一方面,利用该模型对PDTE原理样机的性能进行了评估并与试验结果进行对比,计算结果表明,模型计算误差不大于11.2%... 为了研究脉冲爆震涡轮发动机(pulse detonation turbine engine,PDTE)共同工作特性和整机性能,建立了其共同工作分析模型。一方面,利用该模型对PDTE原理样机的性能进行了评估并与试验结果进行对比,计算结果表明,模型计算误差不大于11.2%,随着工作频率的提高,PDTE原理样机推力可进一步提升,但共同工作线朝压气机喘振边界靠近。另一方面,以某涡喷发动机为原型,对利用脉冲爆震燃烧室(pulsedetonation combustor,PDC)替换主燃烧室后的整机性能进行了研究。计算结果显示:保持PDTE的迎风面积和涡轮前温度与原涡喷相同,PDTE的最佳压气机增压比从原发动机的5.5减小到2.25,当PDTE工作频率达41.5Hz时,流量与原涡喷相同,此时推力比原涡喷提升20.2%,耗油率降低14.0%。 展开更多
关键词 脉冲爆震 脉冲爆震涡轮发动机 共同工作特性 爆震室工作频率 耗油率
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脉冲爆震涡轮发动机增推装置性能试验 被引量：2
7
作者 邱华 徐泽阳 +1 位作者 郑龙席 段小瑶 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期522-532,共11页
以液态汽油为燃料，通过在双管脉冲爆震涡轮发动机（PDTE）原理样机的涡轮出口加装不同喷管和引射器等增推装置，利用试验研究了不同增推装置对自吸气工作模式下（工作频率10～20Hz）发动机工作状态及推进性能的影响。结果表明：虽然加... 以液态汽油为燃料，通过在双管脉冲爆震涡轮发动机（PDTE）原理样机的涡轮出口加装不同喷管和引射器等增推装置，利用试验研究了不同增推装置对自吸气工作模式下（工作频率10～20Hz）发动机工作状态及推进性能的影响。结果表明：虽然加装3种尾喷管之后涡轮转速、压气机增压比及压气机流量都有不同程度的下降，但发动机都获得了不同程度的推力增益；相比于工作频率20Hz时无喷管发动机推力114．95N，发动机加装尾喷管后最大推力可达143．3N，实现增推24．7％，最大单位推力为749．87N·s／kg；加装引射器后可以进一步增推，发动机最大推力达到200．67N，实现增推39．8％，同时这种增推效果随着工作频率的升高而逐渐增大。 展开更多
关键词 脉冲爆震涡轮发动机 喷管 引射器 推进性能 自吸气
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脉冲爆震轴向载荷对双半内圈球轴承疲劳寿命的影响 被引量：1
8
作者 李胜远 郑龙席 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2349-2357,共9页
针对脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)中的周期性、强非定常轴向载荷可能导致滚珠轴承可靠性降低的问题,应用损伤力学理论和有限元法建立了PDTE中双半内圈球轴承的疲劳寿命预测模型,研究了在脉冲爆震燃烧室(PDC)引入的周期性、强非定常轴向载... 针对脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)中的周期性、强非定常轴向载荷可能导致滚珠轴承可靠性降低的问题,应用损伤力学理论和有限元法建立了PDTE中双半内圈球轴承的疲劳寿命预测模型,研究了在脉冲爆震燃烧室(PDC)引入的周期性、强非定常轴向载荷作用下双半内圈球轴承的疲劳寿命。研究结果表明,双半内圈球轴承的两个半内圈均在接触区次表面最大切应力位置处萌生裂纹,随后裂纹逐渐扩展至表面导致轴承疲劳失效。在PDC爆震阶段,由于引起第一半内圈疲劳损伤的切应力范围较小,因此第一半内圈的疲劳寿命较高;而在PDC填充和排放阶段,由于接触摩擦作用以及滚珠滚过第二半内圈时产生较大的切应力范围,从而导致第二半内圈的疲劳寿命较低。在对PDC爆震阶段引入的峰值轴向载荷进行合理设计后,PDTE中双半内圈球轴承的疲劳寿命主要由第二半内圈的接触状态和轴承的润滑条件决定。 展开更多
关键词 脉冲爆震涡轮发动机 非定常轴向载荷 双半内圈球轴承 损伤力学理论 疲劳寿命
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脉冲爆震燃烧室/加力燃烧室的最新进展 被引量：1
9
作者 杨东丹 梁春华 孙明霞 《航空制造技术》 2015年第15期113-116,119,共5页
近10年来,脉冲爆震作为一项具有研究和应用潜力的新技术,成为国外航空发动机燃烧室研究的一个焦点。脉冲爆震发动机因为其结构简单、推重比高和推进效率高的理论性能以及较低的耗油率等优点,其脉冲爆震技术被研究应用在涡轮发动机燃烧室... 近10年来,脉冲爆震作为一项具有研究和应用潜力的新技术,成为国外航空发动机燃烧室研究的一个焦点。脉冲爆震发动机因为其结构简单、推重比高和推进效率高的理论性能以及较低的耗油率等优点,其脉冲爆震技术被研究应用在涡轮发动机燃烧室上,其中一些研究方案已经进行了试验验证,在未来有很大的应用潜力。本文综述了脉冲爆震技术在涡轮机上作为加力燃烧室应用的原理、优势以及进展、关键技术。 展开更多
关键词 脉冲爆震 燃烧室 涡轮发动机
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