[發(fā)明專利]一種提高定幾何二元混壓式進(jìn)氣道起動(dòng)能力的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210288548.1
• 申請(qǐng)日: 2012-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102828832A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石磊;何國(guó)強(qiáng);秦飛;劉佩進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F02C7/04
• 分類號(hào): F02C7/04
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器二元混壓式進(jìn)氣道的性能優(yōu)化技術(shù)，具體地說(shuō),涉及一種提高定幾何二元混壓式進(jìn)氣道起動(dòng)能力的方法。

背景技術(shù)

二元混壓式進(jìn)氣道以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、迎角特性和升阻特性較好的優(yōu)勢(shì)被各種飛行器廣泛采用。

現(xiàn)有公開(kāi)的文獻(xiàn)“寬?cǎi)R赫數(shù)固沖二元進(jìn)氣道設(shè)計(jì)與研究”（《宇航學(xué)報(bào)》，Vol.29,No.5,2008,1577-1582）、“典型二元高超聲速進(jìn)氣道的側(cè)壓式進(jìn)氣道的性能比較”（《航空動(dòng)力學(xué)報(bào)》，Vol.23,No.9,2008,1553-1560）和“Optimum?Design?for?2-D?Inlet?Working?in?Condition?of?Large?Angle?of?Attack”（AIAA?2009-36,2009）等文中描述了在不同工作狀態(tài)下適用的定幾何二元混壓式進(jìn)氣道。不同的定幾何二元混壓式進(jìn)氣道由于喉道面積的限定都有其確定的起動(dòng)馬赫數(shù)，而盡可能低的起動(dòng)馬赫數(shù)對(duì)于飛行器的整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)是很有幫助的。通常，定幾何二元混壓式進(jìn)氣道采用的提高起動(dòng)能力的方法是采用內(nèi)部開(kāi)孔或槽的抽吸方法。而本發(fā)明的方法則是在設(shè)計(jì)完成的定幾何二元混壓式進(jìn)氣道基礎(chǔ)上，適當(dāng)改變唇口的形狀，通過(guò)損失較少的流量,有效地將起動(dòng)能力以較大的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是:從進(jìn)氣道設(shè)計(jì)和起動(dòng)能力的方法創(chuàng)新相結(jié)合的研究思路出發(fā),在完成的定幾何二元混壓式進(jìn)氣道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)改變唇口的形狀，通過(guò)損失很少的流量將其起動(dòng)能力提高；這種方法簡(jiǎn)單易行，機(jī)械加工容易實(shí)現(xiàn)，不僅能有效地降低進(jìn)氣道的起動(dòng)馬赫數(shù)，而且可以帶來(lái)工作過(guò)程中更小的總壓損失。

本發(fā)明定幾何二元混壓式進(jìn)氣道的基本構(gòu)型是:包括外壓段、內(nèi)壓段、喉道段、隔離段、唇口；其中唇口作為內(nèi)壓段的一部分，為帶有一定楔角的尖板結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種提高定幾何二元混壓式進(jìn)氣道起動(dòng)能力的方法,其特點(diǎn)是包括以下步驟:

第一步，確定進(jìn)氣道的幾何參數(shù),以定幾何二元混壓式進(jìn)氣道構(gòu)型為基礎(chǔ)，選定所用進(jìn)氣道合理的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、確定流量和起動(dòng)馬赫數(shù)，據(jù)此確定進(jìn)氣道的高度和寬度；

第二步，確定馬赫數(shù)值，適當(dāng)將二元混壓式進(jìn)氣道選定的起動(dòng)馬赫數(shù)提高到一定值，相對(duì)提高值不超過(guò)10%；

第三步，將唇口剪切掉一部分或多部分，剪切掉的面積大小由起動(dòng)馬赫數(shù)的期望降低值決定，但不超過(guò)進(jìn)氣道唇口面積的一半，通過(guò)唇口缺口處的額外溢流將起動(dòng)馬赫數(shù)有效地降低，帶來(lái)進(jìn)氣道起動(dòng)能力較大的提升；

第四步，剪切掉的部分均以唇口前緣的某一點(diǎn)或者某兩點(diǎn)為起點(diǎn)和終點(diǎn)。

有益效果

本發(fā)明提高定幾何二元混壓式進(jìn)氣道起動(dòng)能力的方法的特點(diǎn)包括以下幾方面：第一，方法簡(jiǎn)單易行，只需要在設(shè)計(jì)完成的進(jìn)氣道基礎(chǔ)上對(duì)唇口進(jìn)行少許改動(dòng)即可，機(jī)械加工容易實(shí)現(xiàn)。第二，唇口被剪切掉一定的面積，可以在進(jìn)氣道起動(dòng)過(guò)程中通過(guò)唇口缺口處的額外溢流將起動(dòng)馬赫數(shù)有效地降低。第三，由于唇口剪切后增加的額外溢流，進(jìn)氣道壓縮過(guò)程中的激波強(qiáng)度會(huì)有所減弱，從而使總壓恢復(fù)系數(shù)有所提高，更高的總壓為發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能的提升提供了條件。第四，唇口剪切處造成的流量損失很小，在進(jìn)氣道的整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中損失的流量最多不超過(guò)捕獲流量的3%，卻可以帶來(lái)進(jìn)氣道起動(dòng)能力較大的提升。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種提高定幾何二元混壓式進(jìn)氣道起動(dòng)能力的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明二元混壓式進(jìn)氣道的基本構(gòu)型。

圖2為本發(fā)明二元混壓式進(jìn)氣道的俯視圖。

圖3為本發(fā)明進(jìn)氣道起動(dòng)能力的方法優(yōu)化得到的二元混壓式進(jìn)氣道俯視圖。

圖4為本發(fā)明改變形狀后的進(jìn)氣道唇口示意圖。

圖5為唇口形狀改變前后的進(jìn)氣道起動(dòng)過(guò)程中總壓恢復(fù)系數(shù)的變化曲線。

圖中：

1.外壓段??2.內(nèi)壓段??3.喉道段??4.隔離段??5.唇口

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例是一種提高定幾何二元混壓式進(jìn)氣道起動(dòng)能力的方法,包括外壓段1、內(nèi)壓段2、喉道段3、隔離段4、唇口5。