Der Überschall-Kreiseltriebwerk ist das derzeit dominierende Antriebssystem für Hyperschallflugzeuge. Bei langzeitlichem Flug mit hohen Mach-Zahlen bestehen signifikante Anforderungen an den thermischen Schutz des Triebwerks und den Strombedarf. Für einen bestimmten Typ eines Überschall-Kreiseltriebwerks wurde ein integriertes Kühl- und Stromerzeugungssystem auf Basis des überkritischen CO₂-Brayton-Zyklus entworfen; ein Modell zur Beschreibung der Wandwärmequelle des Triebwerks wurde aufgebaut, die Einflüsse der Schlüssel-Designparameter wie Absorptionsdruck, Turbineneintrittstemperatur, Wärmeabgabedruck und Regenerationsgrad auf die thermodynamische Leistung des Systems sowie die Kopplungsbeziehungen zwischen den Parametern untersucht; mit einer Multikriterien-Kooperationsoptimierungsmethode wurden das beste Design und die optimale Leistung des integrierten Kühl- und Stromerzeugungssystems ermittelt und im Vergleich zum traditionellen einfachen Zyklus als Basissystem die thermodynamischen Leistungs-vorteile bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass der höchste Wirkungsgrad der Stromerzeugung des integrierten Systems 15,9 % erreichen kann und eine kontinuierliche Stromversorgung von 206,2 kW ermöglicht, was ein gutes Anwendungspotenzial zeigt; je kleiner die Temperatur-differenz an der Kreuzung des Wärmeabsorptionprozesses an der Triebwerkswand ist, desto ausgeprägter sind die thermodynamischen Leistungs-vorteile dieses Systems gegenüber der Referenzlösung, wobei die maximale relative Steigerung der Stromerzeugungseffizienz 9,3 % beträgt.

Überschall-Kreiseltriebwerk; thermischer Schutz; überkritisches CO_2; Brayton-Zyklus; thermische Stromerzeugung