非對(duì)稱大膨脹比噴管設(shè)計(jì)及性能分析.pdf

1、本文首先根據(jù)短噴管理論，獲得了二維短噴管設(shè)計(jì)程序。該方法能夠直接針對(duì)非對(duì)稱噴管構(gòu)型進(jìn)行設(shè)計(jì)，在給定噴管進(jìn)口參數(shù)和噴管出口背壓的條件下，可以獲得一系列不同型面的噴管。噴管下壁面（唇口）與上壁面（膨脹楔面）的長(zhǎng)度比可以從0變到1，主要由幾何控制參數(shù)和噴管進(jìn)口氣流方向角來控制。鑒于出口氣流水平均勻的理想噴管實(shí)際長(zhǎng)度太長(zhǎng)，本文研究了截短理想噴管的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)短噴管和最大推力Rao噴管進(jìn)行了性能比較研究，結(jié)果表明短噴管的性能要優(yōu)于最大推力

2、Rao噴管。 其次，本文對(duì)短噴管進(jìn)行了詳細(xì)的二維流場(chǎng)計(jì)算研究，分別討論了截短比例、幾何控制參數(shù)G、初始膨脹角、比熱容比對(duì)截短噴管性能的影響。最后，本文還對(duì)短噴管進(jìn)行了三維流場(chǎng)計(jì)算研究，討論了不同側(cè)壁對(duì)噴管性能的影響。上述這些工作為超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)非對(duì)稱大膨脹比噴管的設(shè)計(jì)提供了參考。 通過對(duì)短噴管的數(shù)值研究，本文主要得出了以下結(jié)論： （1）在設(shè)計(jì)狀態(tài)，幾何控制參數(shù)G對(duì)噴管推力影響較小，但是對(duì)升力和俯仰力矩有顯著

3、影響。在過膨脹較嚴(yán)重時(shí)，幾何控制參數(shù)G對(duì)噴管推力有明顯的影響，此時(shí)，G=0的噴管推力性能最好。 （2）對(duì)于處于欠膨脹的截短噴管，隨著截短比例的增加，推力明顯下降，升力和俯仰力矩急劇下降；當(dāng)截短比例到達(dá)一定程度時(shí)，升力出現(xiàn)負(fù)值。 （3）對(duì)于處于欠膨脹的截短理想噴管，長(zhǎng)度一定時(shí)，增大初始膨脹角、減小比熱容比，都使推力增加；但是出口富裕沖量先增加后減小。 （4）三維流場(chǎng)計(jì)算表明，不同的側(cè)板、不同的側(cè)壁擴(kuò)張角、不同