摘要

本论文包括三部分：冲压发动机管阀系统动态仿真、涡轮泵转子临界转速计算、附录部分。
冲压发动机管阀系统动态仿真，分析了导控溢流阀的动态特性根据实验数据，建立了导控溢流阀动态非线性数学模型，进行拉氏变换，绘出了动态系统方框图，应用simulink仿真来模拟其动态过程。运用MATLAB和ANSYS对涡轮泵转子进行了临界转速计算，并对两者的结果进行了分析。

关键词  冲压发动机,导控溢流阀,动态仿真，微分方程，临界转速
 
Abstract
This paper is composed of three parts:the dynamic emulation of pipe and valve systems for oil supply of ramjet engine,the wirling speed calculation of turbo –pumb rotor,and the appendix.
   In the first part,the article analyses the dynamic characteristic of the pilot-operated relief valve,establish its dynamic model,and carried on L’s alteration to the differential equation,prints the frame of the dynamic system,the simuling is used to simulate the dynamic processe of the pilot-operated relief valve.
  In the second part ,the MATLAB and the ANSYS are used to calculate the wirling speed of turbo pumb rotor,and the results are analysesed.

Keywords: Ramjet engine, pilot-operated relief valve, whirling speed, dynamic emulation, differential equation,

目录
摘要 I
Abstract II
目录 IV
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 冲压发动机供油系统简介 2
1.2.1供油系统的功用、组成和分类 2
1.2.2冲压发动机对供油系统的要求 3
1.2.3供油系统方案选择 5
1.2.4冲压发动机供油系统简图和简介 5
1.3本文主要研究内容 5
第2章 电磁溢流阀建模及仿真 7
2.1电磁溢流阀工作原理 7
2.2 导控溢流阀的静特性 12
2.2.1导控溢流阀的启闭过程 12
2.2.2导控溢流阀的静态特性方程及数值仿真结果 15
2.3导控溢流阀的动特性 18
2.4本章小结 26
第3章 液压管路的动态特性 27
第4章 涡轮泵转子临界转速计算 33
4.1涡轮泵转子计算模型 33
4.2基于MATLAB的涡轮泵转子临界转速计算 34
4.2.1计算原理 34
4.2.2计算结果及分析 41
4.3基于ANSYS的涡轮泵转子临界转速计算 41
4.3.1计算原理 41
4.3.2计算结果及分析 43
4.4两种方法的计算结果比较分析 48
4.5本章小结 49
结论 50
参考文献 51
致谢 52
附录1 53
附录2 中文翻译 75
附录 3 外文文献 85
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
本课题是航天科工集团三院三十一所与哈尔滨工业大学合作所立项目——“冲压发动机供油系统启动过程动态仿真”的一部分。冲压发动机供油系统方案选择是否恰当，直接影响系统的工作品质，可*性与经济性，所以根据导弹的总体要求，如工作时间、飞行高度、飞行速度、机动性、燃料性质等，合理的选择供油系统。
冲压发动机对供油系统的要求主要有：
（1）供油量应随飞行状态变化。
（2）供油系统要提供足够克服系统中阻力和保证燃油物化所必需压力。
（3）要求供油系统惯性小，响应性能好。
（4）要求供油系统工作稳定。
（5）供油系统流量和压力脉动小。
（6）要求供油系统质量小体积小。
可见,为了保证冲压发动机正常工作，要求供油系统在各种工况下都能稳定、可*的运行。而根据大量试验研究的结果，冲压发动机供油系统在“转级”和“供油切换”两种瞬变工况下受到的冲击最大，由此可能对涡轮泵系统结构和性能造成不良影响，因此，很有必要研究在“转级”和“供油切换”等瞬变工况下供油系统的动态特性变化规律，并对安全性进行校核。由于这两种瞬变工况时间很短，动态试验中测试难度较大，这样先采用动态仿真的方法进行研究。
该项目要求对涡轮泵式供油系统进行全弹道过程的动态方针和涡轮泵在不同高度时的功率、效率计算以及涡轮泵在特殊工况下的冲击计算。为了保证冲压发动机正常工作，要求涡轮泵式供油系统在各种工况下都能稳定可*的工作，因此就有必要对冲压发动机供油系统在整个飞行过程中的工作情况进行研究，而根据大量实验研究的结果，冲压发动机供油系统在“发动机转级”和“发动机喷油环单双环切换”及“电磁溢流阀溢流回油”几种瞬变工况下受到的冲击最大，由此可能对涡轮泵系统结构和性能造成不良影响，从而很有必要开展在“发动机转级”和“发动机喷油环单双环切换”以及“电磁溢流阀溢流回油”几种瞬变工况下供油系统动态特性的研究。由于这几种瞬变工况时间很短，动态试验中测试难度较大，因此先采用数值仿真的方法进行研究。
1.2 冲压发动机供油系统简介
1.2.1供油系统的功用、组成和分类
  冲压发动机的功用是，按要求的供油规律向发动机燃烧室供应燃油，供油系统一般分四部分：抽吸、加压、控制及喷注。
燃油从油箱到燃烧室，要经过管道、阀门、油滤和喷嘴等部件，经过每个部件都有压力损失。所以为了把燃油从油箱输送到燃烧室去，必须有足够的压力，以克服各种阻力，并保证从喷嘴喷出的燃油雾化良好。
冲压发动机供油系统种类很多，按加压方法的不同可大体上分为挤压式和泵压式两类。