摘要：预旋供气系统性能优劣直接制约先进涡轮动叶冷气供给品质。本文应用功热转换理论开展涡轮高位预旋供气系统的正向设计研究，根据已知的边界条件计算出系统各特征截面的气动参数，确定各元件通流面积及其结构参数，通过一维计算结果构建三维物理模型，经转静子匹配迭代获得高性能预旋系统结构。重点开展高温降涡轮预旋供气系统的特性分析及性能评估。结果表明，在满足涡轮动叶供气流量和供气压力要求的前提下，一维设计计算和数值模拟结果的引气流量、系统温降和温降效率的相对偏差均低于1.5%，并且与对应实验结果的系统温降相对偏差小于1.5%。在设计点预旋喷嘴、接受孔和供气孔的流量系数分别为0.937、0.716和0.744；系统温降和温降效率分别达到61.53 K和80%，系统比功耗为-55.74 kW/(kg·s-1)。在保证涡轮动叶供气流量和供气压力的条件下，4个巡航工况点的系统温降达到了39.73～62.88 K，比功耗可达到-55.74～-16.48 kW/(kg·s-1)。

摘要：为了解决发动机改型或性能优化时设计者主观性干扰、权重系数难以确定的问题,以燃气涡轮发动机为研究对象,将净推力FN、耗油率sfc和喷管最小截面积A8作为优化目标参数,采用敏感度分析法求解客观权重,并结合熵值法计算得到综合权重,基于非线性加权法开展总体性能优化的研究。结果表明:S_(FC)、F_(N)、A_(8)的综合权重分别为0.5204、0.26125、0.21835,其中sfc所占的综合权重最大,说明对SFC进行优化能更充分地发挥发动机的性能,同时SFC优化起来相对容易,成本较小。发动机总体性能参数(S_(FC)、F_(N)、A_(8))的设计值分别还有5.32%、0.67%、3.25%的优化空间,说明在推力变化不大的前提下,可以按照大幅降低耗油率,并减小A8的思路来进行优化。优化结果既克服了以往设计者主观因素干扰的缺点,又满足了该发动机的当前部件设计水平和节省优化成本的要求,可为设计者在发动机方案设计阶段进行目标权衡处理提供有效依据。