高超声速飞行器推进系统建模

摘要：

为在高超声速飞行器设计初期快速地获得推力和推力矩,以满足控制相关分析和建模需要.提出一种推进系统建模方法,基于激波/膨胀波相交理论来建模与机身耦合的进气道模型;用有摩擦变截面加热管来描述双模态燃烧室;将内喷管建模成一维变截面摩擦管,采用动量定理估算推力,并通过曲线拟合得到推力的解析表达式.与CFD计算结果相比,该模型计算得到双模态冲压发动机入口气流马赫数和温度误差小于5％,压强误差小于10％;计算得到的推力随马赫数、燃油当量比和迎角的增大而增加,随高度增加而减小,单个状态平均计算时间小于0.5s.计算结果表明:该建模方法满足面向控制建模的效率和精度需求,有助于此类飞行器设计初期的动力学和控制相关的分析和设计.

关键词：降阶模型、高超声速飞行器、推进系统模型、非量热完全气体、激波相交

所属期刊栏目：30

分类号：V271.9(各类型航空器)

资助基金：江苏省自然科学基金BK20130234,BK20130817;江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目CXZZ13_0169;常州市科技支撑计划项目CE20145056

在线出版日期：2015-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：944-951