通气超空化对水下火箭发动机性能影响
2021-07-01许海雨左振浩董兴杰
哈尔滨工业大学学报 2021年6期
关键词:发动机
许海雨,罗 凯,黄 闯,左振浩,董兴杰
(1.西北工业大学 航海学院,西安 710072; 2.中国船舶重工集团公司第705研究所,西安 710077)
火箭发动机在水下工作时,其燃气喷射流结构远比大气中复杂[1].由于环境水密度大、压力高等特点,水下火箭发动机工作过程可能发生安全故障[2].“暴风雪”鱼雷推进系统采用的是火箭发动机,通气超空泡会在尾部与喷射气流发生耦合作用,可能会对发动机性能产生影响[3],因此深入研究通气超空化对水下火箭发动机工作性能及安全特性影响,具有十分重要的理论价值和工程应用价值.
国内外众多学者对静水条件下的水下喷射气流开展大量研究.王超等[4-5]重点研究了静水条件下欠膨胀水下超声速喷射流流场变化特性;李婷婷等[6]开展了水下竖直环形喷管喷射流实验,观察到射流颈缩、夹断现象;He等[7]开展矩形喷嘴在不同压比下喷射流实验,得到了管外激波系移动现象;Shi等[8-9]开展了水下喷射流3种膨胀状态系列实验,并分析了诱导喷射流流场脉动的原因; Harby等[10]开展无冷凝气体喷射入水动态实验,得到了气-水交界面不稳定性与喷管出口参数有关;Tang等[11]研究表明水下推力不仅与喷管结构有关,还与射流结构和相应的压力分布有关.
为深入研究水下火箭发动机工作特性,众多学者开展了水流速度对水下喷射气流影响的研究.许海雨等[12]研究了来流速度对超声速喷射流非稳定流场的影响特性,发现水流速有助于流场的稳定;……
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