1 附录附录 1 发动机部件发动机部件计算公式计算公式 1 基础知识基础知识 1)空气、燃气的焓、熵公式见附录 2 2)气动函数( )q、( ) 、 （ ）、( )f计算公式见附录 3 2 变循环发动机各部件的变循环发动机各部件的计算计算公式公式 2.1 进气道 2.1.1 已知：发动机飞行高度H、飞行马赫数Ma 2.1.2 计算过程 1）计算标准大气条件下环境压力 0 p（静压），环境温度 0 T（静温） 当高度Hkm11时： 5.2553 0 0 1.013251 44.308 288.156.5 H p TH = = (2.1) 其中，高度H的单位为km，温度的单位为K，压力的单位为 bar 2）进气道进口的总温总压： 2 0 2 0 TTMa ppMa =+ =+ 0 1 0 1 1 2 1 1 2 （2.2） :气体绝热指数，纯空气=1.4，燃气=1.33 3）计算进气道总压恢复系数： i 1.35 i 11.0 11.00.075(1) H HH M MM = = ： ： (2.3) 4）计算进气道出口总温总压: i TT pp = = 10 10 (2.4) 2.2 压气机 双涵道变循环发动机中三个压气机部件，分别是风扇、CDFS和高压压气机，这三个压 气机部件采用同一种计算方法。
2 2.2.1 已知 压气机进口总温Tin*、总压Pin*、压气机的压比函数值zz、物理转速n、压气机导叶角 度 2.2.2 计算过程 1）计算压气机换算转速： * , * in d cor in T nn T = (2.5) 其中， 风扇： * , =288.15 in d T， CDFS： * , =428.56862609 in d T,高压压气机: * , 473.603961 in d T= * in T为压气机进口总温 2）计算压气机增压比、效率和换算流量 压气机的增压比 c pr、 效率 c 和换算流量 c W分别是其换算转速和压比函数值及导叶角 的函数 (,, ) (,, ) (,, ) ccor ccor ccor prprc nzz nzz WW nzz = = = （2.6） 压气机增压比、效率和换算流量的求法如下： （1） 附录 4 分别给出了风扇、CDFS,高压压气机的特性数据利用线性插值法计算 出压气机的换算转速为 cor n、 压比函数值为zz时的特性图上的增压比 , c map pr、 效率 , c map 和换算流量 , c map W。
（2） 将（1）求的特性图上的增压比 , c map pr、效率 , c map 和换算流量 , c map W代入 （2.7）修正后得到压气机的增压比、效率和换算流量： , , 2 , (1)(1) 1 100 (1) 100 (1) 100 pr cprc map w cWc map cc map k prCpr k WC W k C =++ =+ =+ (2.7) prw kkk、 、分别是增压比、效率和换算流量的修正系数风扇、CDFS、高压压气机 prw kkk、 、这三个值均分别取 1，1，0.01； CDFS 导叶角变化范围：-535， 风扇和高压压气机的导叶角变化范围：-515 ；风扇： 2.3894 =0.4950 1.0684 pr W C C C = = ，CDFS: 3 0.3059 0.1500 1.0999 pr W C C C = = = ，高压压气机： 0.9119 0.38462 1.0719 pr W C C C = = = 3）计算压气机出口参数 压气机出口总压： ** outinc pppr=; 计算进口熵： * () inin T=，进口焓： * () inin hh T=; 压气机出口理想熵： , ln out eiinc R pr M =+，这里1=M，R是气体常数; 由压气机出口理想熵 * , () out ei T= out,ei ，计算压气机出口理想总温： * ,out ei T; 计算压气机出口理想焓： * ,, () out eiout ei hh T=; 根据公式 ,out eiin c outin hh hh = 计算压气机出口焓 out h; 由压气机出口焓 * () outout hh T=求压气机出口总温： * out T; 计算压气机流量： * * , ** , in d in ac inin d Tp WW Tp = (2.8) 其中，风扇： * , =1.01325 in d p，CDFS： * , = 3.5464 in d p,高压压气机: * , 4.8860 in d p=； 计算压气机功和功率： coutin cac lhh NWl = = (2.9) 2.3 主燃烧室 2.3.1 已知 主燃烧室进口总温 * 3in T、总压 * 3in p、空气流量 3a in W、主燃烧室出口温度 * 4 T。
2.3.2 计算过程 4 1）根据公式 43 3 b bu hh f Hh = + 求出主燃烧室出口油气比，其中， 3 h和 4 h分别主燃烧室 进出口焓，燃烧效率=0.99 b ，燃油热值=42900000 u H； 2）燃油流量 3fab WWf=； 3）出口总压 ** 43inb pp=，主燃烧室总压恢复系数=0.98 b 2.4 涡轮 2.4.1 已知：涡轮进口总温 * in T、总压 * in p、涡轮的压比函数值zz、物理转速n、涡轮 导叶角度 2.4.2 计算过程 1）求涡轮换算转速 * , cor * in d in T nn T = （2.10） 其中，高压涡轮： * , =1850 in d T，低压涡轮： * , = 1.5405e+003 in d T 涡轮的增压比 c pr、效率 c 和换算流量 c W分别是其换算转速和压比函数值及导叶角 的函数 (,, ) (,, ) (,, ) ccor ccor ccor prprc nzz nzz WW nzz = = = （2.11） 2）涡轮的增压比、效率和换算流量的求法如下： （1） 附录 4 分别给出了高压涡轮、低压涡轮的特性数据。
利用线性插值法计算出涡 轮的换算转速为 cor n、压比函数值为zz时的特性图上的增压比 , c map pr、效率 , c map 和换 算流量 , c map W （2） 将（1）求的特性图上的增压比 , c map pr、效率 , c map 和换算流量 , c map W代入 （2.12）修正后得到涡轮的增压比、效率和换算流量： 5 , , 2 , (1)(1) 1 100 (1) 100 (1) 100 pr cprc map w cWc map cc map k prCpr k WC W k C =++ =+ =+ (2.12) prw kkk、 、分别是涡轮增压比、效率和换算流量的修正系数高压涡轮、低压涡轮 prw kkk、 、这三个值均分别取 1，1，0.01；高、低压涡轮导叶角变化范围： -515 ； 高压涡轮： 1.5342 13.2121 1.0121 pc W C C C = = = ,低压涡轮： 0.7902 0.3881 1.0061 pr W C C C = = = 。
3）根据涡轮换算流量计算涡轮流量： * * , ** , in d in g inin d Tp WW Tp = （2.13） 其中，高压涡轮： * , =28.7297 in d p，低压涡轮： * , =11.3371 in d p 4）涡轮出口总压 ** / outinc pppr=; 5）涡轮出口总温 * out T根据下面公式（2.14）求出 / * * 11/ Cp R out c in T pr T = （2.14） 其 中 ： 高 压 涡 轮 平 均 等 压 比 热1.2988e+003CP =， 低 压 涡 轮 平 均 等 压 比 热 1.2745e+003CP =， R为气体常数 6）求涡轮进口焓 * (,) ininb hh Tf=，其中 b f为涡轮进口油气比； 7）求涡轮出口焓 * (,) outoutb hh Tf=； 8）涡轮功和功率： Tinout TgTm lhh NWl = = （2.15） 6 其中，=0.99 m 为涡轮机械效率. 2.5 涵道 2.5.1 已知 涵道进口总温 * in T、总压 * in p、流量 ,a in W、总压恢复系数 duct 。
2.5.2 计算过程 ** ** ,, outin outinduct a outa in TT pp WW = = = , 其中总压恢复系数0.98 duct = 2.6 前混合器，选择活门，副外涵道建模 图1包含模式选择活门、副外涵道及CDFS涵道，高压压气机等 图 1 变循环发动机局部简图 图中数字序号表示发动机各截面参数定义的下脚标 2.6.1 已知 混合器两股参混气流参混前的总温、总压，副外涵、CDFS涵道出口面积和CDFS涵道 出口流量 7 2.6.2 计算过程 在已经给定副外涵、CDFS涵道出口面积的情况下， 1）CDFS涵道气流根据流量公式 * 125 125125125 * 125 () gm p WkA q T =求出 125 ()q和 125 ，其 中CDFS涵道出口面积 125= 608.4252 A， * 125 p为CDFS涵道出口总压， * 125 T为CDFS涵道出口 总温，气动函数( )q的定义及流量系数 m k的取值见附录； 2）由 * 125125125 ()pp =求出CDFS涵道出口静压 125 p； 3） 由前混合器静压平衡 225125 pp=和 * 225225225 pp =（）， 求出 225 （）和 225 ， * 225 p 为副外涵道出口总压； 4）由流量公式 * 225 225225225 * 225 () gm p WkAq T =计算出副外涵道出口的流量。
其中副外涵 面积（选择活门面积） 225=1.8395e+003 A， * 225 T为副外涵出口总温， m k为流量系数见附 录； 5） 由下列公式 （2.16） 求出前混合器出口总温 * 15 T、 总压 * 15 p、 流量 15g W * 15 T是由 （2.16） 的第二个公式求出的 22512515 225225125 12515 15 *** 2252252251251251251515225125 15 ()()()() ggg ggg g WWW WhWhW。