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题名并联混合动力齿轮传动涡扇发动机建模与性能分析
被引量:5
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作者
陈佳杰
刘云霄
王继强
胡忠志
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机构
南京航空航天大学能源与动力学院
中国航发控制系统研究所
清华大学航空发动机研究院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期491-502,共12页
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基金
中央高校基本科研基金(NS2020017)
中央军委科技委强军计划基金(2019-JCJQ-JJ-347)
两机重大专项(1002-DLJ19002)。
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文摘
为对比探究未来大推力航空混合动力系统与传统航空发动机的优劣,依托某概念型齿轮传动涡扇(Geared turbofan,GTF)发动机,设计了一个并联航空油-电混合动力系统(Hybrid GTF,hGTF),在Matlab/Simulink数字仿真软件中建立相匹配的电动力模型以及氮氧化物NO排放和噪声预测等性能参数计算模型,并在稳态和飞行任务剖面下初步分析了电动力系统的引入对原基线GTF发动机的性能改变状况。稳态仿真结果表明,大推力等级的并联油-电混合动力系统中,至少需要兆瓦级的电动力系统进行匹配;当电动力系统处于电动模式时,可能会带来低压压气机喘振的隐患;当电动力系统处于再生模式时,电能源相当于经过了电能到机械能再到电能的二次效率损失,不建议采用。飞行任务剖面动态仿真结果表明,相比于传统GTF发动机,hGTF推进系统的燃油消耗率最高下降15%,总燃油消耗节省8.3%,NO总排放量减少18.8%,各部件起飞噪声总声压级减少1.5~3.3dB。分析结果表明,采用并联混合动力系统具有显著提升省油、减排效果的能力,同时也具有一定的降噪潜力。
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关键词
齿轮传动涡扇发动机
并联混合动力
电动力系统建模
NOx排放模型
噪声预测模型
性能分析
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Keywords
Geared turbofan engine
Parallel hybrid engine
Electric propulsion system modeling
NOx emission model
Noise prediction model
Performance analysis
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分类号
V231.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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