题目：大型飞机涡轮螺旋桨动力装置总体数学模型与设计研究

当前，大型客机和大型运输机动力装置将沿着更经济、更环保的方向发展，开发桨扇、涡桨发动机，将是其中重要的发展方向。且目前利用计算机进行对航空涡轮类发动机的总体性能进行数值模拟仿真，是研制新发动机和研究已经存在的发动机所广泛使用的研究方法。这种方法可以提供航空发动机在稳态共同工作点中内部气流沿发动机各截面的参数，和这些参数在发动机经历动态过程时随时间的变化规律，大大减轻实际发动机试验所花费的成本、时间和危险，提供对发动机性能的初步评估，为研究、优化和控制提供指导，因此具有重要的意义。

本文围绕大型飞机发动机总体数学模型设计与研究工作，主要成果包括：

建立通用的涡轮类发动机的稳态特性计算平台，该程序采用多元自变量空间上的矢量函数空间的牛顿下降法，使能兼容计算三轴三涵以内的涡扇发动机、涡喷发动机、带螺旋桨的涡桨发动机以及带旋翼的涡轴发动机。

为了奠定建立大型飞机涡桨推进装置动态计算模型基础，本论文通过对牛顿-拉普逊迭代法所用的不平衡残差向量，增加转动惯性力项、压气机容积项和燃烧室容积项的修改，增加了计算单轴涡喷发动机过渡态特性或即动态特性的功能。以一台50kgf推力的微型单轴涡喷发动机为例，证明了其合理性。

通过涡扇发动机稳态特性计算，通过其控制规律的选定验证了程序针对多涵道发动机的通用性，得到了该涡扇发动机的高度速度特性，验证了本程序的正确性。

建立了涡轮-可变桨距螺旋桨数学模型，迭代入发动机平衡技术中，得到了涡轮螺旋桨总体特性数学模型计算程序，并以A400M发动机TP400为基础，反设计得到了一台功率为8000KW、推力为10000kgf、涡轮前温度为1577K的大型飞机涡轮螺旋桨推进装置，根据相似原理，得到了以代用压气机涡轮为基础的各级压气机涡轮特性图，计算得到了其设计点工作状态，并且确定了控制规律，计算得到了其性能参数。

建立了一个以孤立旋翼特性图为基础的旋翼数学模型，可计算悬停及平飞状态需用拉力、需用功率和平衡条件，建立旋翼特性计算程序，并且耦合入了本程序。