逆流控制的推力矢量噴管氣動特性研究.pdf

1、基于流動控制的推力矢量噴管具有實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)推力矢量化的功能，與傳統(tǒng)的機(jī)械式比較，其在結(jié)構(gòu)重量、隱身性能以及矢量控制反應(yīng)速率等方面具有明顯優(yōu)勢。其中逆流推力矢量噴管是通過真空源抽吸形成逆向二次流來實(shí)現(xiàn)推力矢量化，該方案是一種很有前途的技術(shù)方案，尤其適合高性能、高可靠性、低成本且又要求低可探測性的飛行器。 本文利用數(shù)值方法，對該型推力矢量噴管系統(tǒng)地進(jìn)行了定常和非定常氣動特性研究。在闡述了其基本原理后，通過將數(shù)值計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對比，驗(yàn)

2、證了所采用數(shù)值方法的正確性和該逆流方案的可行性。在此基礎(chǔ)上，深入分析了矢量化流場的流動結(jié)構(gòu)、逆流剪切層的特點(diǎn)以及主流附體現(xiàn)象。得到如下一些結(jié)論：在逆向二次流流量、抽吸二次流流量以及主流卷吸流量三者之間存在平衡關(guān)系；逆流剪切層的速度比對它的湍動特性以及層內(nèi)大渦結(jié)構(gòu)存在重要影響；主流附體后，隨著抽吸壓力的進(jìn)一步降低，抽吸二次流流量不斷減小，推力矢量角基本不變。 其次，通過數(shù)值計算研究，分別討論了方案中二次流通道高度等相關(guān)幾何參數(shù)以

3、及抽吸二次流出口壓力等氣動參數(shù)對噴管推力矢量角等性能參數(shù)的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)最大推力矢量角達(dá)到30度。為了分析二維與三維流場的差異，本文對三維模型進(jìn)行了計算，發(fā)現(xiàn)在三維模型計算結(jié)果中逆向二次流在寬度方向的速度分布不再均勻，存在二次流動，但反映噴管總體性能的參數(shù)基本一致。 接著，對因抽吸壓力隨時間變化和流動自身引起的兩類非定常問題進(jìn)行了數(shù)值研究。發(fā)現(xiàn)在第一類非定常問題研究中明顯存在流動控制的滯后性，以及主流附體現(xiàn)象在該過程中具有