冷流二次噴射推力矢量控制影響因素的研究.pdf

1、由于二次噴射推力矢量系統(tǒng)的復(fù)雜性以及熱流試驗(yàn)的惡劣工況，有必要在進(jìn)行熱流試驗(yàn)前開展冷流研究，以獲得相關(guān)影響因素和規(guī)律。為了減少冷流的實(shí)驗(yàn)工作量，預(yù)先開展冷流二次噴射的數(shù)值計(jì)算，研究其規(guī)律，為實(shí)驗(yàn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)，探討冷流二次噴射推力矢量控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及相關(guān)影響因素是很有意義的。
　　本文采用守恒型N-S方程和Realizable k-ε湍流模型，對固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)冷流二次噴射推力矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬研究。得到了二次噴射推力矢量系

2、統(tǒng)復(fù)雜內(nèi)流場（包含復(fù)雜渦系結(jié)構(gòu)和波系結(jié)構(gòu)等）圖像，分析側(cè)向控制力產(chǎn)生的機(jī)理及對主流軸向控制力所產(chǎn)生的影響。針對二次噴射的幾何影響因素和物理影響因素，利用控制單一變量法進(jìn)行分類數(shù)值計(jì)算，確定了二次噴射系統(tǒng)性能評價(jià)指標(biāo)即側(cè)向控制力、推力矢量偏轉(zhuǎn)效率和推力損失，通過流場結(jié)構(gòu)及相關(guān)性分析，探討各影響因素對二次噴射系統(tǒng)性能的影響規(guī)律。
　　根據(jù)性能評價(jià)指標(biāo)，采用控制變量法分析得到噴射位置、噴射角、包抄角、噴射孔夾角、和噴射孔孔徑等因素對二次

3、噴射系統(tǒng)性能的影響規(guī)律；根據(jù)主/射流干擾流場圖像分析其影響機(jī)理。對多孔二次噴射實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)俯仰和滾轉(zhuǎn)的機(jī)理進(jìn)行了簡單分析，并計(jì)算了相關(guān)工況的側(cè)向控制力和扭轉(zhuǎn)力矩。
　　應(yīng)用線性回歸分析方法，基于主/射流干擾三維流場數(shù)值模擬，針對工程實(shí)際對多影響因素影響強(qiáng)度進(jìn)行綜合分析，對二次噴射推力矢量控制系統(tǒng)的幾何參數(shù)和二次射流的物性參數(shù)進(jìn)行評估，獲得了整個(gè)二次噴射系統(tǒng)主要影響因素影響強(qiáng)度的排序，為二次噴射系統(tǒng)的優(yōu)化組合提供了參考依據(jù)。