非均勻進口對超燃沖壓發(fā)動機尾噴管性能影響的研究.pdf

1、吸氣式高超聲速飛行器理想的推進系統(tǒng)是超燃沖壓發(fā)動機，超燃沖壓發(fā)動機尾噴管與燃燒室直接相連，由于沒有收縮段和幾何喉道對燃燒室出口非均勻氣流的整流，使得尾噴管的進口氣流具有相當大的不均勻性，而目前尾噴管的設(shè)計和性能計算，都假定進口參數(shù)均勻，尾噴管實際進口氣流的非均勻性對基于均勻進口參數(shù)設(shè)計的尾噴管的氣動性能有怎樣的影響，以及怎樣改進非均勻進口條件下的尾噴管性能等，都亟需研究，針對這一問題，本文進行了以下研究:
　　首先，以給定的馬赫數(shù)

2、非均勻分布為目標，設(shè)計了均勻出口、非均勻出口的設(shè)備噴管，并對設(shè)備噴管的出口流場進行了風洞試驗校核，試驗校核的結(jié)果與設(shè)計值偏差很小，最大相對偏差僅為1.95％，最大均方根偏差不到0.016，說明設(shè)備噴管的設(shè)計合理，其出口流場的氣流品質(zhì)很高，能滿足后續(xù)研究的要求。
　　其次，對基于均勻進口參數(shù)設(shè)計的尾噴管進行了均勻進口、非均勻進口條件的數(shù)值模擬研究，結(jié)果表明:非均勻進口造成了欠膨脹狀態(tài)的尾噴管推力下降3％～5％，負升力增加3％～17％

3、，而過膨脹狀態(tài)的尾噴管性能所受的影響更大。在此基礎(chǔ)上進行了冷流風洞試驗，試驗與數(shù)值模擬的壁面壓力分布吻合良好，驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的準確性。
　　最后，對考慮進口非均勻設(shè)計的尾噴管進行了數(shù)值模擬和試驗研究，并與均勻進口參數(shù)設(shè)計的尾噴管進行了氣動性能對比，對比的結(jié)果表明:即使考慮進口非均勻設(shè)計的尾噴管出口面積減小了5.1％，在欠膨脹狀態(tài)下，其非均勻進口條件下的性能依然優(yōu)于均勻進口參數(shù)設(shè)計的尾噴管，且對相似非均勻分布、不同非均勻程度的進