一种超音速分离线喷管型面的正向设计方法

【作者】 程靖懿； 李德坚； 张维维； 王革； 关奔；

【机构】 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院； 内蒙动力机械所；

【摘要】 超音速分离线摆动喷管(Supersonic Split Line,SSSL)是一种颇具潜力的推力矢量喷管结构形式。SSSL喷管通过机械偏转的方式产生矢量推力,具有致偏能力强、结构简单等优点。考虑到摆动喷管主要工作在无摆角状态下的实际情况,根据侧向推力高、轴向推力损失可控的要求,本文提出了一种先确定喷管基本型面参数、后优化喷管分离线参数的SSSL喷管正向设计方法。基于Rao氏最大推力特征线喷管设计法,代入初始条件和物性参数,迭代得到多组符合收敛条件的喷管基本型面参数,结合数值模拟方法,求解轴对称N-S方程组,得到喷管的推力计算结果,筛选后确定一组性能最优的基本型面参数;在此基础上,添加分离线结构,通过三维N-S方程组数值结果,优化喷管的分离线结构,获得SSSL喷管全部的型面参数。利用上述方法,在海拔为1 km和10km两种典型工况下,开展数值模拟,验证了设计方法的适用性。结果表明,该设计方法具有选型快、效率高和适用范围广的优点。更多还原