發(fā)布時(shí)間：2022-01-03 12:54

　　采用優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)合數(shù)值模擬的方法對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)氣體二次噴射復(fù)雜干擾噴管內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,研究了二次噴射流與主流相互耦合作用機(jī)制以及二次噴射推力矢量流動(dòng)機(jī)理。通過(guò)對(duì)影響側(cè)向控制力的噴射流物理參數(shù)、噴射孔位置、角度以及噴管幾何參數(shù)的主效應(yīng)和交互作用分析,找到了主因素及交互作用的影響規(guī)律。結(jié)合總結(jié)出的最大矢量角參數(shù)組合,開展優(yōu)化方案的試驗(yàn)驗(yàn)證。 

【文章來(lái)源】：彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2020,40(01)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

噴管氣體二次噴射結(jié)構(gòu)示意

通過(guò)主效應(yīng)影響分析(圖2):二次射流噴射的位置、二次射流總壓對(duì)矢量角影響較大,而二次射流的噴射角度、二次流總溫對(duì)矢量角影響較小。采用通用線性回歸進(jìn)行方差分析發(fā)現(xiàn):A、B、C、D 4個(gè)因素變化對(duì)矢量角總的貢獻(xiàn)率為 66.10%;其中A的貢獻(xiàn)率為24.2%,B為0.57%,C為36.94%,D為4.4%。如果不考慮因素間的交互作用,則選取好的因素水平組合為A3B1C3D1。AB的交互作用見表3,BC的交互作用見表4。從AB二元表分析看,A3B2或A3B3搭配組合獲得的矢量角平均值較大;而從BC二元表分析看,B2C3搭配組合獲得的矢量角平均值較大。所以因素B應(yīng)取B2,此時(shí)滿足A×B,B×C交互作用的最好搭配�？偨Y(jié)出獲得最大矢量角的組合方式:噴射位置為91.8 mm,噴射角度0°,二次流總壓6 MPa,二次流總溫300 K。表3 AB二元表(°) B1 B2 B3 A1 3.4 3.2 1.7 A2 4.4 4.1 4.0 A3 5.6 6.4 6.5

圖3為二次噴射矢量噴管內(nèi)橫向和縱向剖面馬赫數(shù)分布圖,分析流場(chǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)射流出口壓強(qiáng)高于附近主流,射流在主流區(qū)迅速膨脹,但是射流出口會(huì)受到超聲速流壓縮。當(dāng)二次射流總壓增大到一定程度,弓形激波就會(huì)越過(guò)中心線,逼近下壁面。繼續(xù)增大二次流總壓,弓形激波就與下壁面相交,產(chǎn)生反射激波,干擾到下壁面邊界層,造成對(duì)應(yīng)位置的邊界層分離。改變噴射條件,不會(huì)改變主次流干擾流場(chǎng)結(jié)構(gòu),會(huì)改變分離區(qū)域的大小。二次噴射口區(qū)域存在高壓區(qū)和低壓區(qū),這是由于存在流動(dòng)邊界層與激波的相互干擾形成高壓區(qū),氣體劇烈膨脹和噴流引射作用導(dǎo)致噴口下游存在低壓區(qū),兩者綜合作用形成主次流干擾機(jī)理。表5 主、副發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸 尺寸 主發(fā)動(dòng)機(jī) 副發(fā)動(dòng)機(jī) 燃燒室內(nèi)徑D/mm 135 96 噴管喉徑d/mm 11.2 4.3 噴管擴(kuò)張半角α/(°) 12 12 噴管擴(kuò)張比(de/dt) 2.7 1.5


本文編號(hào)：3566310