航空发动机热防护超临界CO₂闭式循环方案设计

【类型】期刊

【作者】李星剑  连华奇  李育隆  徐思远  马旭 

【刊名】航空发动机

【关键词】 航空发动机,超临界CO₂,热防护,循环结构,高超声速飞行器,闭式布雷顿循环

【摘要】针对航空飞行器高速飞行时发动机热环境严峻、冷源有限的问题，提出了一种应用于航空发动机热防护、以超临界CO₂为工质的闭式布雷顿冷却循环方案。采用能量分析法构建布雷顿循环的数学模型，对比分析了简单循环、回热循环与间冷循环3种循环结构的优劣，比较了高温部件冷却通道的串并联结构对循环性能的影响。结果表明：回热循环能够提高系统热效率约4%，但热沉利用率降低50%；间冷循环能够降低系统热沉消耗8%，但会导致系统总质量增大；超临界CO₂简单循环是最符合发动机中间工质冷却循环工作需求的循环结构。对于简单循环而言，高温部件冷却通道并联结构的热效率比串联结构的高6%，但需要的碳氢燃料质量流量提高了2.7%，在碳氢燃料质量充足的条件下，并联结构的性能更优。

【年份】2024

【作者单位】北京航空航天大学能源与动力工程学院;北京航空航天大学先进航空发动机协同创新中心;北京动力机械研究所;

【期号】04

【页码】88-94