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组合循环推进系统燃料消耗模型及优化分析

【作者】 计自飞 王兵 张会强    清华大学航天航空学院 北京100084

【关键词】 组合循环推进 高超音速飞行

摘要】根据飞行任务要求,准确计算出飞行器所需的燃料消耗是推进系统设计的前提。该文针对火箭基组合循环动力(RBCC)推进方式,并以“地面起飞—巡航—滑翔着陆”的高超音速飞行器为研究对象,采用理论分析的方法建立了燃料消耗的计算模型,并提出一种以最小燃料消耗为目标的多参数优化方法。周期跳跃式巡航飞行器燃料消耗的研究结果表明:随着巡航初速度、爬升段航迹倾角、巡航轨迹角的增加,燃料消耗量增加;随着飞行动压的增加,燃料消耗量先减小后阶跃式增加。优化分析结果表明:对于起飞质量100t、2h全球到达的RBCC组合动力高超音速飞行器,在升阻比为4时巡航跳跃周期数为46,最小燃料消耗量约为32t。研究结果表明该燃料消耗分析方法合理、可行,为高超音速飞行器及组合循环动力推进系统的工程设计提供了依据。

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