曲锥前体/内转进气道一体化设计与试验研究

介绍了曲锥前体/内转进气道一体化的设计方法,针对进气道侧壁外扩角这一设计因素,设计了具有不同捕获形状的两套一体化构型,并完成了两套模型在马赫数Ma=6.0、0°迎角状态下的风洞试验及数值模拟对比。结果表明,基于该一体化设计方法,曲锥前缘产生的初始入射激波在设计状态下能够完全封闭进气道唇罩,进而起到抑制唇罩溢流和提高一体化构型流量捕获能力的效果。在设计条件下,进气道侧壁外扩角的增加有助于减少侧壁产生的溢流,从而提高一体化构型的流量捕获能力。同时,外扩角的增大将导致下游反压前传速度加快,从而恶化进气道的内部流场并降低一体化构型的反压特性。因此,设计此类一体化构型时,需要考虑外扩角对捕获流量和进气道出口性能的综合影响,选择合适的进气道侧壁外扩角度以达到设计需求。

曲锥前体/三维内转进气道一体化设计与分析

对圆锥流场在不同攻角条件下的气动特征进行分析,以流线追踪技术为基础,发展了一种曲锥前体/三维内转进气道一体化设计方法,获得了三个几何参数对一体化方案外形和性能的影响规律。研究发现,三维内转进气道侧壁外扩角对进气道流量捕获系数影响明显,而捕获形状圆心角对进气道的影响主要表现在几何特征上。此外,进气道流量捕获系数随外压缩段总长度的增大而减小。基于对捕获形状的研究,设计了一种曲锥前体/三维内转进气道,并通过数值模拟对该方案进行研究。结果表明:在设计点来流马赫数为6.0时,该方案进气道流量捕获系数能够达到0.93,且具有0.61的总压恢复系数;在非设计点来流马赫数为5.0时,流量捕获系数能够保持在0.86,总压恢复系数为0.77。