固冲发动机新型进气道设计与调节规律研究

发布时间：2021-10-05 01:16

　　本文通过弯曲激波压缩的方式进行二元进气道的反设计。同时,为了使进气道能够在宽范围内有效的工作,探索了一种进气道变几何方案。首先,在设计马赫数下,给定压缩面的壁面压力分布函数,然后根据特征线理论反求壁面点坐标,从而确定进气道压缩壁面。研究表明,这样,压缩面上每一点都产生一道压缩波,进气道压缩效率提高。其次,在二维模型下,探究了一种变几何进气道调节方案。研究结果表明,变几何进气道性能优于定几何进气道。在转级马赫数下,其相对流量系数提升了15.9%,总压恢复系数提升了4%;在设计马赫数下,变几何进气道抗反压能力提升了6.6%。最后,通过三维模型对比分析了定/变几何进气道的流场特性及性能特性。结果表明,在转级马赫数下,定几何进气道不能起动;变几何进气道在该马赫数下可实现顺利起动;在马赫数4时,变几何进气道性能优于定几何进气道,其总压恢复系数、相对流量系数以及抗反压分别提升了3.9%、10%、14.2%;在马赫数4.5时,变几何进气道性能优于定几何进气道,其总压恢复系数、相对流量系数以及抗反压分别提升了3.6%、9%、28.5%;当增大设计马赫数时,有利于高马赫数工况点进气道性能的提升,但同时也... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

固体燃料冲压发动机

飞行时采用空气作为氧化剂，固体火箭冲压发动机[1-4]。图 1.1 固体燃料冲压发动机于 1913 年第一次提出冲压发动机的工作原冲压发动机在很长一段时间内没有取得突破冲压发动机的概念自提出以来，美苏两国进七十年代是火箭冲压发动机取得突破性进展氧推进剂研制的进展均为固体火箭冲压发动，苏联的 SAM-6(如图 1.2)地空导弹的出色国对火箭发动机研究的兴趣。

固冲发动机新型进气道设计与调节规律研究学的鲍福廷教授在文献[5]中介绍了固体火箭冲压发动机的发展历于导弹的是前苏联，虽然当时固冲发动机的技术水平不高，却开。随后，法国、德国、美国相继进入到固冲发动机的研究、实验的发展。到二十一世纪初期，印度、南非等国家也纷纷加入到固体火箭冲压组合发动机自上世纪 50 年代以来便受到世界各国的高根据燃烧方式的不同可分为亚燃冲压发动机和超燃冲压发动机，声速范围而未达到高超声速，故冲压发动机多选用亚燃冲压发动动机主要由三部分组成：进气道、燃烧室及尾喷管[6]，如图 1.3 可大体简述如下：飞行器高速飞行时相对气流进入发动机进气道将气流携带的动能转换为压力能，气压和温度升高后进入到发动时燃气温度迅速提高，高温燃气随后经推出喷管膨胀加速，由喷飞行器飞行。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于弯曲激波压缩系统的高超声速进气道反设计研究进展[J]. 张堃元.  航空学报. 2015(01)
[2]二元超音速进气道设计与研究[J]. 崔立堃,李卓.  科学技术与工程. 2013(27)
[3]高超声速二元弯曲激波压缩面反设计方法的参数化研究[J]. 王磊,张堃元,向有志,南向军,苏纬仪.  南京航空航天大学学报. 2013(04)
[4]基于壁面马赫数梯度的高超声速弯曲激波二维进气道数值研究[J]. 张林,张堃元,王磊,刘媛.  航空动力学报. 2013(04)
[5]固冲发动机与飞航导弹一体化流场数值模拟[J]. 牛楠,董新刚,霍东兴,李璞.  固体火箭技术. 2013(02)
[6]大内收缩比二元高超声速进气道波系配置特性[J]. 张晓嘉,岳连捷,张新宇.  推进技术. 2012(04)
[7]固冲发动机射流控制可调进气道研究[J]. 冯喜平,林志远,郑亚,李进贤.  固体火箭技术. 2010(04)
[8]提高固定几何二元进气道低马赫数性能的仿真研究[J]. 骆晓臣,周长省,鞠玉涛.  推进技术. 2010(04)
[9]固冲发动机的流量调节技术——流量调节系统设计[J]. 何洪庆,陈旭扬,孙贵宁,虞健.  战术导弹技术. 2009(02)
[10]移动唇口变收缩比侧压式进气道反压特性和自起动性能[J]. 潘瑾,张堃元.  航空动力学报. 2009(01)

博士论文
[1]等熵压缩波分散交汇的超/高超声速曲面压缩系统研究[D]. 张林.南京航空航天大学 2014
[2]超声/高超声速非均匀来流下曲面压缩系统研究[D]. 潘瑾.南京航空航天大学 2011

硕士论文
[1]侧板对二元超声速进气道性能影响研究[D]. 张龙冬.南京航空航天大学 2009
[2]曲面侧板压缩的侧压式进气道研究[D]. 杨国亮.南京航空航天大学 2006
[3]喉道顶板可调侧压式进气道初步研究[D]. 陈秋华.南京航空航天大学 2006



本文编号：3418709