[發明專利]亞音速出流高外壓內乘波式進氣道及其設計方法

有效

• 申請號: 201310113672.9
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN103174520A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 夏晨;李中龍;黃國平;喬文友;唐偉員
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F02C7/04
• 分類號: F02C7/04;G06F17/50
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

1.亞音速出流高外壓內乘波式進氣道，其特征是包括進氣道收縮段和擴張段，所述的進氣道收縮段特征為三維向內收縮，其進出口形狀可以定制，能夠同時滿足各自的形狀要求，且進氣道收縮段內激波形狀為規則的圓弧狀，所述的進氣道擴張段內為一道正激波或斜激波串。

2.根據權利要求1所述的亞音速出流高外壓內乘波式進氣道，其特征是所述的進氣道，其內的高超聲速來流在進口處形成規則的初始入射圓弧激波，初始入射圓弧激波將三維進口面完全封閉，低于設計馬赫數情況下，由于其外壓縮程度的增加使得其低馬赫數自動溢流能力增強，能在更低的馬赫數下起動。

3.根據權利要求1所述的亞音速出流高外壓內乘波式進氣道，其特征是所述的進氣道收縮段在進氣道肩部位置轉平，且ICFA段與后面型線銜接處采用冪次曲線光順消除膨脹區，增加壓縮效率，提高了低馬赫數自動溢流能力；氣流在唇口附近反射，以斜激波串的形式存在于擴張段內。

4.根據權利要求1所述的亞音速出流高外壓內乘波式進氣道，其特征是所述的進氣道擴張段采用類“S”型面積變化規律過渡，進出口兩端附近面積變化較為平緩，中間段面積變化較大，更利于氣流光滑過渡，減小損失。

5.亞音速出流高外壓內乘波式進氣道的設計方法，其特征是

1）以軸對稱內收縮基本流場為基礎，該軸對稱內收縮基本流場包括ICFA段和偏置后的壓縮段；根據進氣道收縮段進出口形狀，在不同的周向位置上進行不同徑向位置的流線追蹤疊加組合獲得符合進出口形狀要求的流面；

2）根據進氣道擴張段進出口形狀，并按面積變化規律確定擴張段型面，即可獲得亞音出流、高外壓能力的符合進出口形狀要求的內乘波式進氣道，其中軸對稱流場為具有高外壓縮能力的改進ICFC流場。

6.根據權利要求5所述的亞音速出流高外壓內乘波式進氣道的設計方法，其特征是高外壓縮能力的改進ICFC流場是保持原ICFA段型線不變，將其后段Busemann型線向下偏置來得到具有外壓比例、流場長度、膨脹區域的基本流場；采用冪次曲線光順消除ICFA段與后段型線銜接處的氣動不光滑，導致有小膨脹區域的存在。

7.根據權利要求5所述的亞音速出流高外壓內乘波式進氣道的設計方法，其特征是改進ICFC流場的方法，采用特征線方法，分段對基本流場后段型線向下偏置，其偏置量需保證入射激波不彎曲且不出現馬赫盤現象，直至基本流場不起動則認為已達到極限偏置量。

8.根據權利要求5所述的亞音速出流高外壓內乘波式進氣道的設計方法，其特征是軸對稱內收縮基本流場，內收縮回轉壁面母線為改進后的ICFC壁面曲線，初始內收縮角為10度；進氣道形狀設計要求為：進氣道出口為指定長短軸比分別為5.78和1.68的兩段半橢圓，進口投影形狀為三邊直線一邊橢圓弧；變截面內乘波式高超聲速進氣道三維輪廓；來流馬赫數3.5的設計狀態下，進氣道的計算性能為出口平均增壓比26.9，起動馬赫數3.0的設計狀態下，出口馬赫數0.46，總壓恢復0.495，流量捕獲系數0.983。

9.根據權利要求8所述的亞音速出流高外壓內乘波式進氣道的設計方法，其特征是來流馬赫數3.5的設計狀態下，進氣道的計算性能為出口平均增壓比28.2，出口馬赫數0.48，總壓恢復0.536，流量捕獲系數0.985，在起動馬赫數3.2的狀態下，進氣道的計算性能為出口平均增壓比23.6，出口馬赫數0.49，總壓恢復0.641，流量捕獲系數0.956。