第1章绪论1

1.1定义和内涵2

1.2主要优势和主要特点3

1.3主要类型8

1.4主要技术挑战9

1.5国内外技术发展现状和趋势11

1.6展望与对策30

1.7本书导读32

参考文献33

 第2章涡轮基组合循环发动机典型构型和应用36

2.1涡轮基组合循环发动机典型构型36

2.1.1串联式涡轮冲压组合发动机36

2.1.2并联式涡轮冲压组合发动机37

2.1.3超声速强预冷涡轮发动机38

2.1.4“三喷气”组合循环发动机40

2.1.5膨胀循环空气涡轮冲压发动机41

2.1.6深冷涡喷-火箭组合循环发动机42

2.2涡轮基组合循环发动机的主要用途43

2.2.1军用飞行器动力44

2.2.2民用飞行器动力46

2.2.3空天飞行器动力51

参考文献53

 第3章涡轮冲压组合发动机总体方案和循环分析55

3.1涡轮冲压组合发动机需求分析55

3.2涡轮冲压组合发动机循环分析57

3.3变循环涡轮冲压串联组合发动机的结构特点60

3.4涡轮冲压组合发动机总体仿真建模61

3.5串联式组合发动机变比热容部件级性能模型算法研究62

3.5.1气体热力性质62

3.5.2部件特性及其出口气流参数计算64

3.5.3发动机共同工作点的确定74

3.5.4发动机非线性方程组Newton-Raphson数值求解方法77

3.5.5变循环涡轮冲压组合发动机模型校核77

3.6涡轮冲压组合发动机串联方案81

3.6.1涡扇模式初步方案设计参数选取82

3.6.2冲压模式的初步方案设计83

3.7涡轮/冲压模式转换控制规律研究84

3.7.1模式转换过程的控制变量和控制目标84

3.7.2涡轮/冲压模式转换过程过渡态模型及多变量控制规律研究85

3.7.3模式转换过程中的优化问题抽象86

3.7.4多变量多目标优化算法研究86

3.7.5Newton－Raphson目标规划算法研究87

3.7.6Newton－Raphson目标规划算法有效性验证89

3.7.7转换过程控制规律进行多目标规划后的过渡态仿真90

3.8进气道/串联组合发动机性能匹配91

3.8.1高超声速混压进气道设计原则91

3.8.2混压进气道外压缩波系设计92

3.8.3混压进气道内压缩波系设计94

3.8.4附面层抽吸流量估算94

3.8.5进气道压缩斜板和喉道几何参数的计算94

3.8.6扩压段总压恢复系数计算97

3.8.7高超声速混压进气道外流阻力估算99

3.8.8组合发动机进气道几何调节研究101

3.9串联组合发动机/喷管性能匹配112

3.9.1二元收扩喷管主要几何尺寸设计及调节原则112

3.9.2二元对称可调斜板收扩喷管特性估算算法113

3.9.3几何调整对喷管推力系数的影响115

3.10进气道/组合发动机/喷管一体化设计方案119

3.10.1进气道/组合发动机/喷管主要设计参数的选取及设计点性能119

3.10.2进气道/组合发动机/喷管一体化控制规律优化结果120

3.10.3组合发动机沿飞行轨迹的稳态安装性能123

参考文献128

 第4章涡轮冲压组合发动机加力/冲压燃烧室130

4.1TBCC加力/冲压燃烧室工作环境和设计需求130

4.2TBCC加力/冲压燃烧室研究现状133

4.2.1日本HYPR计划冲压燃烧室133

4.2.2美国RTA计划冲压燃烧室137

4.2.3我国的TBCC加力/冲压燃烧室研究139

4.3TBCC加力/冲压燃烧室设计方法及方案139

4.3.1加力/冲压燃烧室的性能估算方法139

4.3.2串联式TBCC加力/冲压燃烧室设计方案142

4.3.3并联式TBCC加力/冲压燃烧室设计方案149

4.3.4TBCC加力/冲压燃烧室设计小结157

4.4TBCC加力/冲压燃烧室火焰稳定技术157

4.4.1试验装置及数据处理方法158

4.4.2值班火焰稳定器160

4.4.3可变几何火焰稳定器173

4.4.4支板火焰稳定器178

4.4.5火焰稳定技术小结211

4.5本章小结211

参考文献212

 第5章涡轮冲压组合发动机排气系统215

5.1排气系统工作环境和设计需求215

5.1.1高超声速飞行器对排气系统的需求215

5.1.2单边膨胀喷管的概念和特点217

5.2排气系统气动方案设计219

5.2.1主要几何参数确定219

5.2.2SERN模型流道设计221

5.2.3SERN模型其他参数设计222

5.2.4SERN模型流路设计223

5.3SERN模型运动机构设计224

 5.3.1设计要求和主要技术难点224

5.3.2SERN喉道设计方案225

5.3.3可调SERN方案设计228

5.3.4运动机构设计小结232

5.4SERN内特性模型试验方法和装置234

5.4.1喷管试验台的组成234

5.4.2试验测量内容237

5.4.3试验步骤238

5.4.4试验误差分析和置信度分析239

5.5SERN内特性模型试验和数值模拟研究240

5.5.1膨胀面型线对SERN性能的影响241

5.5.2下腹板长度对SERN性能影响263

5.5.3整体气动流路对SERN性能影响277

5.5.4侧壁构型对SERN性能影响285

5.5.5膨胀面长度对SERN性能影响296

5.5.6喷管喉道宽高比对SERN性能影响303

5.5.7小结309

参考文献310

 第6章涡轮冲压组合发动机进气系统311

6.1概述311

6.2TBCC发动机进气道的特征和设计基础312

6.2.1进气道的基本设计要求312

6.2.2进气道的结构类型313

6.2.3进气道特性对推进系统性能的影响314

6.2.4超声速进气道的起动问题316

6.2.5Oswatitsch的最佳波系理论318

6.3TBCC发动机进气道和扩压器设计方法319

6.3.1高超声速飞行器/进气道一体化设计问题319

6.3.2高超声速进气道设计过程中主要参数确定的总原则319

6.3.3高超声速进气道设计步骤321

6.3.4TBCC发动机进气道特性计算方法329

6.4TBCC发动机进气道型面设计和特性计算结果340

6.4.1TBCC发动机推进系统设计点选择340

6.4.2TBCC发动机高超声速进气道设计方案和主要参数342

6.4.3设计状态TBCC发动机进气道特性345

6.4.4沿飞行轨迹TBCC发动机进气道特性346

6.4.5展望352

参考文献359