对转叶轮机械原理与应用

课程编码：082500M03005H 英文名称：Theory and Application of Counter-Rotating Turbomachinery 课时：20 学分：1.00 课程属性：一级学科研讨课 主讲教师：赵庆军

本课程是航空宇航科学与技术一级学科、航空宇航推进理论与工程二级学科的专业研讨课。本课程讲述叶轮机械的工作原理、工作特性及基本的设计理论和方法，对转压气机/涡轮的概念内涵、工作原理及其在发动机中的应用情况。通过本课程的学习使学生掌握：1、叶轮机械的基本概念、工作原理与基本设计方法；2、对转涡轮和对转压气机的概念内涵、工作原理及内部流动特点；3、对转发动机的工作原理、结构组成与性能特点。本课程将促进研究生利用气体动力学理论透彻认识叶轮机械基本原理，通过对比分析熟悉对转叶轮机的性能特点，产生对航空发动机相关知识的兴趣和启发，为培养航空宇航推进系统专业人才奠定基础。

气体动力学

第一章 叶轮机械气体动力学基础 1学时
第1节 了解燃气涡轮发动机的主要部件、叶轮机械的主要类型
第2节 掌握叶轮机中气体流动的性质和控制方程
第3节 掌握一维定常流动的基本方程和热力学图
第二章 轴流压气机 2学时
第1节 认识轴流压气机的组成与气动热力过程
第2节 掌握轴流压气机基元级的基本理论
第3节 掌握基元级的增压原理
第4节 掌握轴流压气机级的基本理论
第5节 掌握多级轴流压气机的基本概念与性能特点
第6节 了解离心压气机的流动特点
第三章 对转压气机的工作原理 3学时
第1节 掌握对转压气机的概念内涵
第2节 掌握对转压气机基元级的基本工作原理
第3节 了解对转压气机的气动设计方法
第4节 了解对转压气机的内部流动特点
第四章 对转压气机的特性与防喘方法 3学时
第1节 介绍压气机特性线的定义及作用，掌握对转压气机特性变化规律
第2节 介绍对转压气机在非设计工况下的工作特点、相似理论在压气机中的应用
第3节 介绍对转压气机中不稳定流态及控制方法
第五章 轴流涡轮 2学时
第1节 认识轴流涡轮的工作原理与气动热力过程
第2节 掌握基元级的基本理论
第3节 掌握涡轮级的基本理论
第4节 认识多级涡轮的性能特点与设计方法
第5节 了解涡轮叶片冷却方法
第6节 了解向心涡轮流动机理及设计
第六章 对转涡轮的工作原理 3学时
第1节 了解对转涡轮的概念内涵与技术优势
第2节 掌握对转涡轮基元级的基本工作原理
第3节 了解不同对转结构涡轮气动性能的差异
第4节 了解对转涡轮气动设计方法
第七章 对转涡轮内部流动机理与特性 3学时
第1节 了解不同对转结构涡轮内部流动特点
第2节 了解对转涡轮流动控制方法
第3节 掌握对转涡轮的特性变化规律、相似原理在涡轮中的应用
第4节 了解气冷对转涡轮的性能特点
第八章 对转发动机 3学时
第1节 掌握对转发动机基本工作原理与性能特点
第2节 了解对转发动机结构构成与结构特点
第3节 了解对转发动机匹配工作方法

赵庆军， 研究员，博士生导师，中央军委科技委先进动力与推进（H863-035）主题专家组成员，中国科学院特聘骨干人才，中国科学院国防科技创新军用动力能源领域专家组成员，中国工程热物理学会热机气动热力学分会青年工作委员会副主任，中国工程热物理学会爆震与新型推进专业委员会委员，《推进技术》编委，中科院青年创新促进会首批会员。2007年毕业于中国科学院研究生院，获工学博士学位。2007年7月至今在中科院工程热物理所工作，历任助理研究员、副研究员、研究员和实验室主任。攻读博士学位及参加工作以来，主要从事航空发动机气动热力学方面的研究，提出了不同于传统组合循环的适应临近空间稀薄气体环境推进的全速域一体化发动机热力循环，建立了基于低熵增激波增压原理的新型压气机设计方法和失速边界预测模型，发展了临界截面置于转子中的新型无导叶对转涡轮的气动设计体系和时序效应评估模型，提出了基于变几何多维度部件特性的涡轮机全包线部件匹配方法，发展了吸气式发动机飞行轨迹及性能优化技术，构建了模拟高空环境的压气机试验测试系统。作为项目负责人，主持空军装备预研专用技术项目、国家863-705重点项目、国家自然科学基金重大（课题）项目、科学院重点部署项目等10余项，先后获得山东省优秀硕士学位论文奖、中国科学院院长优秀奖、首届吴仲华优秀研究生奖、中科院优秀博士学位论文提名奖、中科院卢嘉锡青年人才奖、中科院工程热物理所青年突出贡献一等奖等奖项。至今已在国内外学术期刊和会议上发表论文近百篇，SCI/EI/ISTP收录60余篇；申请（授权）发明专利30余项。