碳?xì)淙剂习l(fā)動機主動冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、高超聲速飛行器通常以大于5倍Ma數(shù)的速度飛行,它對未來高技術(shù)形勢下的國家安全和經(jīng)濟利益將起到十分重要的作用。碳?xì)淙剂习l(fā)動機被認(rèn)為是高超聲速飛行器最佳的動力裝置,但由于飛行時巨大的氣動加熱和燃燒室內(nèi)的劇烈燃燒,使得燃燒室壁面面臨著極其嚴(yán)酷的熱環(huán)境,很容易造成燃燒室壁面溫度過高,繼而引起材料的失效。因此,必須對燃燒室進(jìn)行有效的熱防護。
　　本文采用了目前比較理想的主動冷卻熱防護方式。首先構(gòu)筑了基于金屬三明治板的燃燒室冷卻通道模型,并分

2、別利用理論研究和數(shù)值模擬的方法對不同材料的冷卻通道進(jìn)行了分析,得到了冷卻通道的溫度和應(yīng)力分布。在此基礎(chǔ)上,通過編寫的優(yōu)化程序,分別計算了在有、無隔熱涂層覆蓋情況下三種不同冷卻系統(tǒng)材料的冷卻系統(tǒng)的最優(yōu)化質(zhì)量隨冷卻通道內(nèi)燃料流速的變化規(guī)律,并得出此時冷卻通道的尺寸。
　　通過研究發(fā)現(xiàn),隔熱涂層并不能顯著地降低冷卻通道材料的溫度,但是可以有效地降低材料的應(yīng)力,較好地改善材料的應(yīng)力分布情況。對于像HastelloyX這類許用應(yīng)力較低的材料