文章编号：1000-8055（2023）06-1378-13doi：10.13224/j.cnki.jasp.20220505基于冷气预冷技术的高马赫数涡轮发动机建模方法及循环分析姚尧1，王占学1，张晓博1，桂丰2（1.西北工业大学动力与能源学院陕西省航空发动机内流动力学重点实验室，西安710129；2.中国航发四川燃气涡轮研究院，成都610500）摘要：针对高马赫数涡轮发动机的涡轮部件热防护问题，以基于冷气预冷（CCA）技术的变循环涡扇（VCTF）发动机为例，建立燃油的热物性库，换热器、涡轮叶片冷却以及改进燃烧室的计算模型，发展VCTF发动机的设计点迭代计算模型，分析CCA技术对VCTF发动机循环性能的影响。结果表明：CCA技术能够在相同涡轮材料耐温的水平下进一步增大发动机净推力，但是耐高温涡轮叶片材料的应用仍是提升发动机的性能的关键。对于未采用耐高温涡轮叶片材料的低压涡轮（LPT），其导向器和转子的冷气量随着高压涡轮（HPT）材料耐温的水平提高而增大；采用CCA技术后，低压涡轮导向器的冷气量减少，但是未采用预冷引气的低压涡轮转子的冷气量进一步增大，耐高温涡轮叶片材料的应用能够明显降低这一不利影响。关键词：高马赫数涡轮发动机；冷气预冷（CCA）技术；建模方法；设计点迭代；循环性能中图分类号：V236文献标志码：AModelingmethodandcycleanalysisofhigh-speedgasturbineenginewithCCAtechnologyYAOYao1，WANGZhanxue1，ZHANGXiaobo1，GUIFeng2（1.ShaanxiKeyLaboratoryofInternalAerodynamicsinAero-Engine，SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China；2.SichuanGasTurbineEstablishment，AeroEngineCorporationofChina，Chengdu610500，China）Abstract:Forthethermalprotectionofturbinecomponentsofhigh-speedgasturbineengines，avariablecycleturbofan(VCTF)enginewithcooledcoolingair(CCA)technologywastakenasanexample.Thelibraryoffuelthermalphysicalproperty，andthesimulationmodeloftheheatexchanger，theturbinebladecooling，andthecombustionchamberwithfueltemperaturechangewereestablished.Theiterationsimulationmodelofdesignpointforthehigh-speedVCTFenginewasdeveloped，andtheinfluenceonthethermodynamiccycleperformanceoftheVCTFenginewithCCAtechnologywasanalyzed.Resultsshowedthatatthesameturbinetemperaturelimitslevel，theCCAtechnologycanfurtherincreasethethrustofthehigh-speed...
