[发明专利]高超声速超燃冲压发动机实时模型、仿真方法

摘要

本发明公开了一种高超声速超燃冲压发动机实时模型。该实时模型采用了简化的激波角计算方法；并进一步将飞行器前体和超燃冲压发动机进气道视为耦合为一体的前体/进气道；将隔离段内的气流视为等截面摩擦管流；考虑燃烧室的容积效应，将燃烧室视为一个空腔；将发动机尾喷管和飞行器后体耦合成一体，燃气在其中流动视为变截面摩擦管流；从而将燃烧室出口参数用基于容积动力学原理的一阶常微分方程表示。本发明还公开了一种高超声速超燃冲压发动机仿真方法及控制律设计方法。相比现有技术，本发明能够准确反映高超声速超燃冲压发动机的动态过程，且易于求解，实时性更好。

主权项

1.一种高超声速超燃冲压发动机实时模型，其特征在于，通过下式进行激波角的计算：其中，式中，β为激波角；M0为来流马赫数；Cp为空气比热；当δ＝0时，求得的为弱激波角，当δ＝1时，求得的为强激波角；θ为气流偏角，且θ>0；该实时模型将飞行器前体和超燃冲压发动机进气道视为耦合为一体的前体/进气道；将隔离段内的气流视为等截面摩擦管流；考虑燃烧室的容积效应，将燃烧室视为一个空腔；将发动机尾喷管和飞行器后体耦合成一体，燃气在其中流动视为变截面摩擦管流；该模型基于容积动力学原理，将燃烧室出口参数用如下的一阶常微分方程表示：式中，Pt3、Tt3、m3分别为燃烧室出口压强、温度和流量；m2为燃烧室进口流量；Cp为空气比热；R为气体常数；V为容腔容积。