缩比液体火箭发动机试车台超声速射流噪声试验研究

为研究液体火箭发动机发射时产生的噪声分布特性,以某液体火箭发动机为原型设计了缩比发动机及配套试验系统,研究发动机室压、喷管扩张比、安装高度及倾斜度对液体火箭发动机喷管产生的超声速射流噪声特性影响。试验结果表明:发动机室压越大,噪声声压级越大,但对噪声指向性与噪声峰值频率影响不大;喷管扩张比对噪声声压级和指向性影响不大,但增大扩张比促使噪声峰值频率减小;安装高度与倾斜角对噪声声压级大小影响不大,但降低安装高度、倾斜喷管会导致噪声指向性偏转,以及噪声峰值频率的移动。试验获得了缩比液体火箭发动机喷管超声速射流噪声变化规律,结合缩比准则可以获得真实液体火箭发动机发射时产生的噪声频谱特性。研究可为液体火箭发动机地面试车或发射阶段噪声控制技术提供支持。

喷管非轴对称性对超声速欠膨胀射流激波啸叫影响实验研究

喷口外形是影响超声速射流激波啸叫模态特性的重要因素之一。对矩形射流以外的非轴对称喷管的超声速射流激波啸叫研究较为缺乏。为研究非轴对称收缩喷管对超声速射流激波啸叫的影响,针对圆形射流、正方形射流和正三角形射流的激波啸叫特性开展了实验研究。研究发现相比圆形喷管和正方形喷管,三角形喷管具有很大的抑制激波啸叫噪声的降噪潜力。采用方位角重构的方法对不同喷管外形的超声速射流激波啸叫开展了模态特性分析,结果表明,圆形射流、正方形射流和三角形射流激波啸叫A模态和B模态的基频模态特性基本一致,而A模态的倍频模态特性存在一定差异。在完全膨胀马赫数大于1.32时,三角形射流出现了特有的激波啸叫模态,其基频和倍频均为轴对称模态。