● 摘要
常规的中冷回热发动机的确具有较高的经济性，噪声小和尾气污染少的优势，但是其内部流道结构比较复杂，内涵流道的气体在换热过程中需要进行多次往复弯折，而且换热气体在气流弯管中的流动过程中会造成不可避免的额外压力损失。因此本文设计了一种带中间介质的中冷回热发动机，可以解决上述的不足。
本文基于已有的常规中冷回热涡扇发动机性能仿真模型，加入了一种全新设计的带中间介质的换热器计算模型，替换了原有的板翅式换热器计算模型，构建了带中间介质的中冷回热发动机仿真模型，并借助其研究了该发动机的性能。在此基础上，对比分析了两种中冷回热发动机的设计点与非设计点性能。为了进一步验证中冷回热发动机的可实现性，还分析对比了两种发动机所使用的换热器尺寸与重量，并结合发动机实际结构布局的限制，利用响应曲面法和遗传算法，对于带中间介质中冷回热发动机的换热器进行了结构尺寸的优化研究。
根据本文的研究，无论在设计点还是非设计状态下，带中间介质的中冷回热发动机的推力要略大于常规中冷回热发动机，且耗油率则明显小于后者，前者所采用的管翅式换热器比后者所采用的板翅式换热器重量轻。所以，带中间介质中冷回热相比于传统中冷回热发动机有更好的潜力。但是在目前的设计水平下，管翅式设计的换热器结构尺寸相对更大，暂时难以满足航空发动机结构设计约束，有待于进一步的优化设计。