(北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191)

吴 盟，额日其太

1 引言

推力矢量技术可显著提高飞机和导弹的机动性、灵活性、生存能力，是未来高性能飞行器的关键技术之一。激波控制矢量喷管结构简单、重量轻，是矢量喷管技术的重要发展方向。与机械调节喷管相比，激波控制矢量喷管可使喷管重量减轻24%～80%，发动机推重比提高7%～12%，喷管成本和维护费用降低37%～53%[1]。另外，通过消除运动部件和缝隙，还可减小雷达散射截面，提高飞机隐身性能。

激波控制矢量喷管是在喷管扩张段注入射流，产生一道斜激波，喷管主流通过斜激波时发生偏转，从而产生矢量推力，实现推力矢量控制。激波控制矢量喷管可产生较大的矢量角度。对于其工作机理及特性，国内外均进行了较多研究，发现随着落压比的增大，喷管的推力矢量性能降低[2～6]，较高飞行马赫数下喷管的推力矢量性能降低[7]，但仍未完全研究清楚外流马赫数和落压比对喷管推力矢量性能的影响机制。为此，本文利用数值模拟方法，研究了喷管流场结构，轴向推力和推力矢量随射流流量、外流马赫数、落压比的变化规律，并在此基础上分析了以上因素对喷管推力矢量性能的影响机制。

2 数值模拟方法

2.1 计算格式及验证

本文采用的数值模拟方法为时间推进的有限体积法，控制方程为一般曲线坐标系下强守恒形式的N-S方程。为提高收敛速度和求解精度，离散格式选用隐式二阶迎风格式，湍流模型为RNGk-ε二方程模型。……