● 摘要
变循环发动机（VCE）是一种具有优秀综合性能的推进系统，它把涡喷发动机的超音速性能和涡扇发动机的亚音速性能综合到了一台发动机上，通过多个部件的几何调节在较大范围内改变涵道比，实现两种不同的工作模式：单涵道模式和双涵道模式。单涵道模式能在高功率运转时增加推力，双涵道模式能在低功率运转时降低耗油率。同传统的小涵道比涡扇发动机相比，双涵道变循环发动机在完成较难的混合任务时，性能上显示出巨大的潜力。本文深入的研究了国内外变循环发动机的研究发展情况，借鉴已有的研究经验和对引射器的分析研究，设计了VCE的总体结构方案及其变循环工作原理；研究了引射器和高效混合器的设计方法并根据变循环原理的要求设计发明了主要的模式转换机构，包括：被动控制式模式转换阀（MSV）、可调前涵道引射器（FVABI）和可调后涵道引射器（RVABI）；建立了各模式转换机构和VCE整机的三维虚拟样机，并对模式转换机构进行了运动仿真，证明了其可行性；建立了低压转子的三维有限元模型，利用有限元法计算分析了低压转子的临界转速，证明其满足初步的设计要求。最后完成了低压涡轮盘的强度优化设计。通过本论文的工作，为VCE的进一步深入研究提供了有效的研究思路和设计方法，为其今后的发展奠定了理论基础和技术支持。