火箭喷管非设计状态诊断与数值研究

喷管是火箭发动机产生推力的核心部件,其功能是把高压燃气转变为动能,使气流在其中膨胀加速,以高速向外喷射而产生反作用推力。火箭发动机喷管的设计状态是气体完全膨胀的状态,此时喷管出口的燃气速度达到最大。采用二维模型对喷管工作状态进行数值模拟计算,计算模型引入了气动参数、特征压强等以速度为变量的函数。结果表明,喷管的工作状态主要取决于压强比和截面积比,而燃气在喷管中膨胀不到位或者过度膨胀都会使发动机的推力减小,影响发动机性能。