[發明專利]一種射流預冷渦輪風扇發動機性能計算方法

在審

• 申請號: 202210400212.3
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114861301A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 李皓璠;云雪;孫海;孫占東
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

1.一種射流預冷渦輪風扇發動機性能計算方法，其特征在于，包括：

步驟一、假設發動機噴水段進口為干空氣，噴入發動機噴射腔室的純水全部蒸發以水蒸氣的形式存在于工質氣體中，根據能量守恒公式，計算發動機的噴水量；

步驟二、獲取未噴水狀態下的發動機高度速度特性，根據發動機相似理論計算噴水后的發動機性能參數，所述發動機性能參數包括推力、耗油率以及比沖。

2.根據權利要求1所述的射流預冷渦輪風扇發動機性能計算方法，其特征在于，步驟一中，所述假設發動機噴水段進口為干空氣，噴入發動機噴射腔室的純水全部蒸發以水蒸氣的形式存在于工質氣體中，根據能量守恒公式，計算發動機的噴水量包括：

獲取發動機在預定高度速度條件下的發動機總壓恢復系數，并根據發動機總壓恢復系數確定對應的發動機進口空氣流量A；

所述能量守恒公式為：

則發動機的噴水量W為：

其中，W為發動機的噴水量，A為發動機進口空氣流量，C_pg為水蒸氣的平均質量定壓比熱，C_pw為液態水的平均質量定壓比熱，T₄為水氣比W/A時發動機出口溫度，T_w為飽和水溫度，T_win為噴入發動機噴射腔室的進口水溫度，L為水的氣化潛熱，H₃為噴射腔室進口的焓，H₄為噴射腔室出口的焓。

3.根據權利要求2所述的射流預冷渦輪風扇發動機性能計算方法，其特征在于，步驟二中，所述獲取未噴水狀態下的發動機高度速度特性，根據發動機相似理論計算噴水后的發動機推力包括：

獲取發動機地面臺架狀態下的發動機推力F以及發動機進口總壓P_to；

根據發動機相似理論公式：

求出常量const1；

獲取發動機在預定高度速度條件下的發動機進口總壓P_to；

計算出噴水后的發動機推力F為：

F＝const1*p_to。

4.根據權利要求3所述的射流預冷渦輪風扇發動機性能計算方法，其特征在于，步驟二中，所述獲取未噴水狀態下的發動機高度速度特性，根據發動機相似理論計算噴水后的發動機耗油率包括：

獲取發動機地面臺架狀態下的發動機耗油率sfc以及發動機進口總溫T*；

根據發動機相似理論公式：

求出常量const2；

獲取發動機在預定高度速度條件下的發動機進口總溫T*；

計算出噴水后的發動機耗油率sfc為：

sfc＝const2*T^*。

5.根據權利要求4所述的射流預冷渦輪風扇發動機性能計算方法，其特征在于，步驟二中，所述獲取未噴水狀態下的發動機高度速度特性，根據發動機相似理論計算噴水后的發動機比沖包括：

獲取噴水后的發動機推力F；

獲取未噴水狀態下的發動機耗油量W_f以及發動機在預定高度速度條件下的發動機總壓恢復系數，并根據發動機總壓恢復系數確定對應的發動機進口空氣流量A；

根據發動機相似理論計算噴水后的發動機比沖Isp：