若干典型內(nèi)收縮進(jìn)氣道啟動(dòng)性能的比較.pdf

1、進(jìn)氣道直接決定了沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流捕獲量和來流壓縮程度，其與前體的一體化設(shè)計(jì)決定了高超飛行器的外形。相對傳統(tǒng)二元或側(cè)壓式進(jìn)氣道，內(nèi)收縮進(jìn)氣道具備了良好的性能，成為了當(dāng)前高超聲速飛行器研制的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。從設(shè)計(jì)方法出發(fā)，研究并對比若干典型內(nèi)收縮進(jìn)氣道的啟動(dòng)性能及其流場特征，具有重要的工程參考價(jià)值。
　　目前，內(nèi)收縮進(jìn)氣道的研究集中在基準(zhǔn)流場的設(shè)計(jì)、進(jìn)氣道性能及流場結(jié)構(gòu)、進(jìn)氣道壓縮型面的幾何截面漸變過渡等方面。本文研究選定倒置噴管內(nèi)錐

2、流場，給定出口外形和馬赫數(shù)、激波角、來流馬赫數(shù)、比熱比后，采用流線追蹤技術(shù)逆向設(shè)計(jì)了軸對稱圓形出口進(jìn)氣道、偏置圓形出口進(jìn)氣道和REST進(jìn)氣道。設(shè)計(jì)過程包括四部分:流場物理信息的求解;流場流線的幾何信息的求解;通過得到的流線的幾何數(shù)據(jù)建模造型;粘性修正和數(shù)值模擬驗(yàn)證。
　　在完成進(jìn)氣道無粘外型設(shè)計(jì)后，對設(shè)計(jì)工況下進(jìn)氣道無粘的性能和流場結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。性能通過分別對比進(jìn)氣道總壓恢復(fù)系數(shù)、增壓比、溫升比、壓縮效率、動(dòng)能效率、出口馬赫數(shù)。分

3、析比較研究表明，三種進(jìn)氣道在設(shè)計(jì)參數(shù)控制一樣的情況下，各種性能參數(shù)差異不大，其中主要區(qū)別反映在流場結(jié)構(gòu)的不同上。真實(shí)氣體是有粘性的，對無粘外形進(jìn)行粘性修正，完成三種進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)。
　　本文通過改變來流馬赫數(shù)使進(jìn)氣道由設(shè)計(jì)工況到不啟動(dòng)狀態(tài)，然后分析三種內(nèi)收縮進(jìn)氣道性能參數(shù)對來流馬赫數(shù)的敏感性，并且對比分析三種進(jìn)氣道流場結(jié)構(gòu)。性能參數(shù)表現(xiàn)在數(shù)值變化的趨勢上;流場結(jié)構(gòu)反映在流動(dòng)分離、二次流以及出口流場的均勻程度上，具體表現(xiàn)在氣流流向產(chǎn)生