马赫数0至8范围RBCC发动机特性

• 作者: 刘昊
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 高马赫数 RBCC 发动机特性 分析模型 模态转换 变结构 结构调节规律
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 专栏——吸气式组合动力|Column——Airbreathing Combined Propulsion
• 页码范围: 165-180
• 页数: 16页
• 分类号: V430
• 语种: 中文
• DOI: 10.7638/kqdlxxb-2021.0132

摘要

为获得飞行马赫数Ma0?=?0～8?RBCC发动机特性及结构调节规律,基于试验数据,建立了采用控制体法,考虑热完全气体效应、化学平衡流动效应、黏性损失及热损失等影响的发动机特性分析模型,并通过发动机自由射流试验获得的推力、比冲数据对所建立的发动机特性分析模型进行确认.完成二元中心火箭布局变结构模型RBCC发动机火箭引射模态、火箭冲压模态及冲压模态特性仿真,定量获得了飞行动压、马赫数、攻角、当量比、火箭流量等因素变化对发动机性能影响;并针对给定模拟飞行弹道,完成Ma0?=?0～8?RBCC发动机特性计算,给出了进气道收缩比、燃烧室扩张比、尾喷管扩张比、发动机总面积比随飞行马赫数及工作模态变化规律.研究表明:1)火箭引射模态,马赫数每增加1,推力、比冲增加约18.2％,火箭推力增益增加约15％;2)火箭冲压模态,火箭流量越大,火箭推力增益越小,且获得正的火箭推力增益范围越窄;3)Ma0?=?2模态转换点,发动机性能及结构参数均存在间断,确保推力及结构参数的连续调节、匹配应是模态转换规律制定的关注点;4)模拟弹道下,进气道收缩比、燃烧室扩张比、尾喷管扩张比、发动机总面积比在Ma0?=?0～8范围内分别变化6.17、4.26、30.38、8.94倍.