高超聲速氣流新概念壓縮系統研究

《高超聲速氣流新概念壓縮系統研究》是依託南京航空航天大學，由張堃元擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：高超聲速氣流新概念壓縮系統研究
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：張堃元
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

如何在與前體巴只店和超燃衝壓發動機一體化設計的前提下，將超聲/高超聲速氣流以儘可能小的損失、儘可能短的壓縮面、儘可能小的阻力，壓縮成滿足超聲燃燒的低超聲速流，或者根據燃燒室的進口流場要求反設計高超聲速壓縮型面，是高超進氣道研究面臨的一大挑戰。傳統的幾種壓縮方式如多級斜楔壓縮，三維空間壓縮、錐形壓縮甚至等熵壓縮，它的外壓縮面長、沿流向壓力梯度難以控制，容易誘發霸循附面層分離，壓縮面阻力大、非設計點性能下降快、對前體附面層敏感。針對上述問題，本項研究（1）探索在典型的下游超聲速流場要求下設計上游壓縮面的可能方法；（2）研究壓縮面升壓規律可控（例如等壓力梯度）、外壓縮面長度短、阻力小、波後帶有部分等熵壓縮的超聲速凹曲面-內凹戰鴉訂彎曲激波的壓縮系統設計；（3）研究採用曲面壓縮、性能明顯提高的四種新型高超聲速進氣道；（4）研究激波始終貼口的M4-6自動調節曲面壓縮系統，為高超聲速推進系統壓縮過程的設計開闢新的途徑

結題摘要

如何在與前體和超燃衝壓發動機一體化設計的前提下，將超聲/高超聲速氣流以儘可能小的損失、儘可能短的壓縮面、儘可能小的阻力，壓縮成滿足超聲燃燒的低超聲速流，或者根據燃燒室備雄腳的進口流場要求反設計高超聲歸烏充灶速壓縮型面，是高超進氣道研究面臨的一大挑戰。傳統的幾種壓縮方式如多級斜楔壓縮，三維空間壓縮、錐形壓縮甚至等熵壓縮，它的外壓縮面長、沿流向壓力梯度難以控制，容易誘發附面層分離，非設計點性能下降快、對前體附面層敏感。針對上述問題，本項研究（1）探索在典型的下游超聲速流場要求下設計上游壓縮面的可能方法，建立了指定出口馬赫數分布的超聲/高超聲速內流道反設計方法；（2）研究壓縮面升壓規律或減速規律可控（控制流向壓力梯度或流向馬赫數梯度）、外壓縮面長度短、阻力小、波後帶有部分等熵壓縮的超聲速凹曲面-內凹彎曲激波的壓縮系統設計。建立了給定壓縮面升壓規律的壓縮面型面反設計方法、建立了給定壓縮面減速規律的壓縮面型面反設煮射殼背計方法、建立了二元曲面壓縮進氣道內外壓縮面整體反設計方法和設計最佳化平台、建立了內收縮進氣道基準流場的新設計方法；（3）研究採用曲面壓戀定充縮、性能明顯提高的五種新型高超聲速進氣道，完成了五種典型的曲面壓縮高超進氣道實驗研究，總體性能明顯高於目前常規設計的同種進氣道；（4）研究激波始終貼口的M4-6自動調節曲面壓縮系統，獲得了合理的流量調節範圍。為高超聲速推進系統壓縮過程的設計開闢新的途徑