航空航天科学与工程论文_并联混合动力齿轮传动

文章摘要: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NOx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%，NOx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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项目基金:《航空动力学报》 网址: http://www.hkdlxbzz.cn/qikandaodu/2021/1217/1699.html