高空射流核心区控制的数值分析与试验验证
2021-08-19耿卫民王娟娟冯旭栋
燃气涡轮试验与研究 2021年2期
耿卫民,吴 锋,3,王娟娟,冯旭栋
(1.中国航发四川燃气涡轮研究院,四川绵阳 621000;2.高空模拟技术重点实验室,四川绵阳 621000;3.西北工业大学动力与能源学院,西安 710072)
1 引言
进气道与发动机能否良好匹配是衡量飞机性能的重要因素[1]。带进气道-发动机的航空发动机进发匹配试验能够进行飞机进气道与发动机的相容性验证,被认为是当前开展飞发一体化工作的有效研究手段[2]。
美国和英国为适应多型进气道/发动机研制,自20 世纪70 年代以来,分别在阿诺德工程发展中心(AEDC)和英国国家燃气涡轮研究院(NGTE),相继建成了各自的自由射流高空模拟试验舱[3-9],成功进行了不同飞行条件下进气道/发动机一体化高空模拟试验研究。试验中通过调节自由射流喷管不同飞行条件下的温度、压力、姿态和马赫数等参数,模拟符合条件的进气道进口气流;环境压力则通过调节背压来模拟。试验时试验件必须包络在满足要求的喷管出口核心区内,通过调节自由射流喷管出口气流与进气道进口界面上流场的一致性来模拟真实飞行。一方面在给定喷管出口尺寸条件下,得到自由射流喷管出口核心区大小随模拟高度、马赫数等参数的变化规律,为试验提供依据;另一方面,根据不同的进气道几何尺寸和模拟飞行条件,计算出满足要求的喷管和试验舱体几何尺寸,为自由射流试验舱的建设论证提供依据。
在高空射流核心区分析中,核心区大小如何随进气压力、环境背压、喷管出口面积和温度等参数变化,试验过程中如何控制这些参数以保证试验的有效性,以及这些参数的模拟偏差会对核心区大小产生多大的影响,目前国内外没有公开报道。……
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