高超声速进气道不起动问题的研究进展.pdf

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1、第46卷第4期2014年8月南京航JournalofNanjing空航天大学UniversityofAeronautics报stronautics高超声速进气道不起动问题的研究进展谭慧俊1’2卜焕先1张启帆1饶彩燕1(1．南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室，南京，210016；2．先进航空发动机协同创新中心，北京，100191)V01．46No．4Aug．2014摘要：由于传统声学振荡模式失效并且进口存在超声速溢流，高超声速进气道的不起动现象显著地有别于常规设计的超声速进气道，并且相比而言其危害性更大、与燃烧室的耦合更紧密、对其控制的实时性要求也更高，为此必须在吸气

2、式高超声速技术的发展过程中受到重视。本文从流态特征、分类与识别方法、预警方法以及控制方法4个方面对高超声速进气道不起动研究领域取得的主要进展进行了回顾，分析了当前尚存在的主要问题，并探讨了未来的发展方向。关键词：高超声速；进气道；不起动中图分类号：V235．213文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)04—0501—08ReviewofHypersonicInletUnstartPhenomenonTanHuijunl”，BuHuanxianl，ZhangQifnnl，RaoCaiyanl(1．JiangsuProvinceKeyLaboratoryofAer

3、ospacePowerSystem，NanjingUniversityofAeronautics8LAstronautics，Nanjing，210016，China；2．CollaborativeInnovationCenterforAdvancedAero-Engine，Beijing，100191，China)Abstract：Duetothefailureoftraditionaloscillationmechanismbasedonanacousticwavefeedbackloopandthesupersonicspillageattheductentrance，

4、theunstartflowpatternofhypersonicinletsisquitedif—ferentfromthatoftraditionalsupersonicinlets．What’Smore，thehypersonicinletunstartismoreharmful，morecloselycoupledwiththecombustor，andhasmoredemandforreal—timecontr01．There—fore，itshouldbedrawnmoreattentioninthedevelopmentofhypersonictechnolog

5、y．Inthispaper，themainprogressofthehypersonicinletunstartisreviewedfromitscharacteristics，classification，detec—tionandcontrolmethods．Theremainingproblemsarealsoanalyzedandsomeissuesforfuturestudyaresuggested．Keywords：hypersonic；inlet；unstart由于军事上和商业上潜在的巨大价值，吸气式高超声速推进技术已经成为当前国际航空航天界的研究热点之一[1。

6、3]。进气道作为吸气式高超声速推进系统的关键气动部件以及机体／推进系统一体化的核心因素，其设计形式和工作特性直接影响着推进系统整体效能的发挥。据文献E43分析，对于工作马赫数范围为5～7的使用碳氢燃料的超燃冲压发动机，进气道每1％的压缩效率提升即可导致3％～5％的比冲增加，因此一直以来有大量的研究工作致力于各类高超声速进气道(以下简称高超进气道)的设计方法与性能改善n-9]，而其运行能力，特别是不起动问题的相关研究直到最近才逐渐受基金项目：国家自然科学基金(11172133，11172136)资助项目。收稿日期：2014—06—20；修订日期：2014—07—02作者简介：谭

7、慧俊，男，1975年生，教授，博士生导师；主要从事飞行器进气道技术、可压缩流体力学与流动控制方法等方面的研究工作。通信作者：谭慧俊，E—mail：tanhuijun@nuaa．edu．cn。学A＆502南京航空航天大学学报第46卷到关注。通常，若高超进气道的流量捕获特性未因其内部流态的改变而受到影响，称进气道处于起动状态[1⋯，否则为不起动状态。当高超进气道处于不起动状态时，其总压恢复系数和流量系数显著下降，且极易出现剧烈的波系运动和壁面压强振荡，这不仅使得发动机的推力特性严重恶化，其伴随的周期性力载荷