【摘 要】
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火箭基组合循环(RBCC)发动机是发展新一代低成本、高性能天地往返运输系统的关键推进技术之一,具有巨大的军事和商业应用前景。进气道作为RBCC发动机的关键部件,需要在宽马赫数范
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火箭基组合循环(RBCC)发动机是发展新一代低成本、高性能天地往返运输系统的关键推进技术之一,具有巨大的军事和商业应用前景。进气道作为RBCC发动机的关键部件,需要在宽马赫数范围内工作,设计难度较大。本文针对Ma2~6宽范围工作要求,基于二元和三维侧压构型对RBCC进气道开展了宽范围变几何方案研究。 文中首先对二元进气道构型开展了单流道和双流道变几何方案研究。针对单流道方案,对比研究了平移唇口板+转动顶板和旋转唇口板+转动顶板两种变几何方案,发现平移唇口方案调节过程中采用第三道激波封口的方式,能实现高流量系数与高喉道压比的调节,而转动唇口方案无法同时获得高流量系数和高喉道压比,但二者在Ma3.0下流量系数均能达到0.70的指标要求;针对双流道方案,为避免高马赫数下高温喉道的密封与冷却问题,提出了一种分流板调节+低速喉道可调的外并联双流道方案,使Ma2~4区间进气道流量系数达到或超过0.70。研究发现,该方案在Ma2.0~3.0区间高低速流道性能相近,Ma3.5左右,由于附面层影响,低速流道性能明显低于高速流道。 针对基于三维侧压构型的RBCC进气道,开展了旋转第二级楔板和平移隔离段顶板的变几何方案研究。对影响自起动性能的主要设计参数开展了参数化研究,以此选取合适的参数设计了原型进气道。在低马赫数下,采取附面层抽吸措施使进气道在Ma2.5下实现自起动,在Ma4~6区间进气道流量系数达到0.80及以上。 此外,文中针对平移唇口板的二元单流道变几何方案进行了Ma2~8和攻角0°~8°的拓展研究,初步验证了调节方案的有效性。
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