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1、侧向收缩比对RBCC侧压式进气道起动性能的影响第3l卷第3期2011年6月弹箭与制导JournalofProjectiles,Rockets,MissilesandGuidanceVo1.3lNO.3Jun2011侧向收缩比对RBCC侧压式进气道起动性能的影响吴亚可,何国强,刘佩进,刘晓伟(西北工业大学固体火箭发动机燃烧,热结构与内流场国防科技重点实验室,西安710072)摘要:低来流马赫数时,侧向压缩将是RBCC发动机进气道的主要压缩形式.文中开展了侧向收缩比对RBCC侧压式进气道起动性能的影响研究.采用数值模拟方法获得了进气道的流场分布和性能参数.结果发现,不
2、同侧向收缩比的进气道在起动过程中都伴随着流场结构的突变,且该突变和总压恢复系数的突然增加是同步的,这种同步性对应的来流马赫数就是进气道的起动马赫数.对于RBCC侧压式进气道,需权衡利弊,选取大小合适的侧向收缩比.关键词:RBCC发动机;侧压式进气道;进气道起动;侧向收缩比;数值模拟中图分类号:V233.6文献标志码:ATheInfluenceofSidewallContractionRatioontheStartingPerformanceofRBCCSupersonicSidewall-?compressionInletWUYake,HEGuoqiang,I.I
3、UPeijin,LIUXiaowei(NationalKeyLaboratoryofCombustionFlowandThermo~structure,NorthwesternPolytechniealUniversity,Xi'an710072,China)Abstract:Sidewallcompressionistheprimarycompressionformforrocketbasedcombinedcycle(RBCC)engineduringlowoperat—ingMachnumbers.Itwasinvestigatedinthispaperth
4、attheinfluenceofsidewallcontractionratioonthestartingperformanceofatypicalRBCCsupersonicsidewall—compressioninlet.Performanceparametersandflowfieldcharacterswereattainedbynumericalsimulation.Theinvestigationshowsthatmutationoftheflowfieldoccursduringthestartingprocessfortheinletwithdi
5、fferentsidewallcontractionratio.Thismutationissynchronouswiththesuddenaugmentofthetotalpressurerecovery.TheMachnumbercorrespondingwiththissynchronicityisthestartingMachnumber.ItisadvisabletochooseRBCCinletwithmoderatesidewallcontractionratio.Keywords:RBCCengine;sidewall-compressioninl
6、et;inletstarting;sidewallcontractionratio;numericalsimulation0引言火箭基组合循环(RBCC:rocketbasedcombinedcycle)发动机包含引射模态,亚燃模态,超燃模态和纯火箭模态等多个工作模态l_】],因此RBCC的进气道必须具备宽马赫数工作的能力,且其马赫数工作范围远远超过了其它吸气式发动机.通常变几何结构是宽工作马赫数进气道普遍采用的实现方案].而针对较窄的工作马赫数区间时,则可以采用定几何进气道.侧压式进气道不仅具有低起动马赫数,宽工作马赫数区间等优点,而且在几何结构上还能较好的配合
7、典型的三维矩形结构的RBCC发动机,尤其是中心支板式RBCC发动机(采用中心支板放置一次火箭)l2lo].RBCC的研究结果表明,引射和亚燃的模态过渡马赫数取在3.0以下较为合适,进气道的起动马赫数应该低于此值以保证亚燃模态和模态过渡的顺利进行,所以有必要研究低来流马赫数时侧压式进气道的起动性能.此外,对于中心支板式的RBCC构型来说,中心支板的占空比(对应于RBBC侧压式进气道的侧向收缩比)的变化对其引射性能影响巨大,从部件设计和各个模态的工作匹配性方面考虑,更有必要单独开展侧向收缩比对侧压式进气道起动性能的影响研究.因此文中针对一典型的RBCC侧压式进气道开展
8、了此方面的
