[發明專利]一種固體燃料沖壓發動機性能計算方法

有效

• 申請號: 201911232221.0
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN111126791B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 高琨鵬;何勇攀;劉杰;李海波
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/17
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 梁倩

1.一種固體燃料沖壓發動機性能計算方法，其特征在于，具體步驟如下：

第一步，根據發動機的飛行狀態及來流條件，計算發動機進氣道的入口截面參數，入口截面參數包括：來流空氣在A截面的靜溫、靜壓及馬赫數；

第二步，根據來流條件和發動機進氣道的入口截面參數，通過插值法計算發動機臨界總壓恢復系數和流量系數；

第三步，根據發動機進氣道的入口截面面積和流量系數，計算發動機進氣道的入口截面的空氣流量；

第四步，設定初始超臨界裕度值，根據該初始超臨界裕度值、發動機臨界總壓恢復系數及發動機進氣道的入口截面面積，計算發動機進氣道的出口截面參數，所述進氣道的出口截面參數包括：進氣道出口的空氣的總壓、靜壓及馬赫數；

第五步，根據發動機進氣道的出口截面參數及裝藥燃燒室出口的幾何尺寸，計算裝藥燃燒室的出口截面參數，所述裝藥燃燒室的出口截面參數包括：裝藥燃燒室出口的總溫、總壓及總燃氣流量；

第六步，根據裝藥燃燒室出口的總燃氣流量及發動機進氣道的入口截面的空氣流量，計算余氣系數；

第七步，根據余氣系數、裝藥燃燒室出口的總溫和總壓、補燃室的截面面積及已有的該固體燃料沖壓發動機對應的燃燒模型，通過插值計算得到補燃室的出口截面的氣動參數，所述氣動參數包括：補燃室出口的靜壓、總溫及馬赫數；

第八步，根據補燃室的出口截面的氣動參數、噴管的喉道面積及噴管收縮段總壓恢復系數計算噴管的計算喉徑；

第九步，通過判斷計算喉徑與真實喉徑的差值是否在設定范圍內來驗證第四步到第八步計算得到的參數是否正確，若在設定范圍則表明第四步到第八步計算得到的參數正確，然后根據該計算喉徑的數值和噴管擴張段總壓恢復系數計算噴管的出口截面參數，噴管的出口截面參數包括：噴管出口的流體靜壓和速度；若不在設定范圍，則表明第四步到第八步計算得到的參數不正確，需迭代計算初始超臨界裕度值，直到計算喉徑與真實喉徑的差值在設定范圍內后，計算噴管的出口截面參數；

第十步，根據噴管的出口截面參數、來流條件及裝藥燃燒室出口的總燃氣流量，計算發動機的輸出性能，即發動機的比沖和推力。

2.如權利要求1所述的一種固體燃料沖壓發動機性能計算方法，其特征在于，第五步的計算過程如下：

根據裝藥燃燒室的軸向長度，將裝藥燃燒室均分為N-1段，得到N個節點，及得到每個節點位置處的幾何裝藥尺寸，并依次計算每個節點的節點參數，所述節點參數包括：裝藥燃燒室節點處的總溫、總壓、燃氣流量、馬赫數及裝藥燃速；其中，以進氣道的出口截面為第一節點，依次類推，以裝藥燃燒室的出口截面為第N節點；

節點參數的計算方法如下：根據發動機進氣道的入口截面參數及第一個節點的幾何裝藥尺寸，計算第一個節點的節點參數；根據第一個節點的節點參數及第二個節點的幾何裝藥尺寸，計算第二個節點的節點參數；依次類推，根據第N-1個節點的節點參數及裝藥燃燒室出口的幾何尺寸，計算裝藥燃燒室的出口截面參數。