后掠唇口对二元高超声速进气道起动特性的影响研究

推进技术 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (2): 241-248.

• 总体与系统 • 下一篇

后掠唇口对二元高超声速进气道起动特性的影响研究

华正旭^1,2,袁化成¹,王金刚²,陈文芳¹

南京航空航天大学能源与动力学院，江苏省航空动力系统重点实验室，江苏南京 210016; 沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳 110035,南京航空航天大学能源与动力学院，江苏省航空动力系统重点实验室，江苏南京 210016,沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳 110035,南京航空航天大学能源与动力学院，江苏省航空动力系统重点实验室，江苏南京 210016

发布日期:2021-08-15
作者简介:华正旭，男，硕士生，研究领域为高超声速进气道设计。
基金资助:
国家自然科学基金(51206077)；江苏省研究生培养创新工程(SJZZ_0044)；中国航天科技集团公司航天科技创新基金。

Effects of Swept Lip on Starting Characteristics of 2-D Hypersonic Inlet

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System，Nanjing 210016，China; Shenyang Aircraft Design & Research Institute，Shenyang 110035，China,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System，Nanjing 210016，China,Shenyang Aircraft Design & Research Institute，Shenyang 110035，China and Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System，Nanjing 210016，China

Published:2021-08-15

摘要/Abstract

摘要： 为深入探究唇罩侧板后掠对二元高超声速进气道起动性能的影响规律，采用风洞试验与三维数值模拟分析相结合的方法，对比分析了侧板不同后掠状态下的不起动流场特征，细致地研究了后掠角度影响进气道起动的流动机理。研究结果表明:唇罩后掠能够提高进气道的起动能力，来流Ma=5.0和Ma=4.0时，进气道的最小起动后掠角分别为75°和82.5°。Ma=5.0来流条件下，不起动的分离包前缘形态在一定范围内基本不受后掠角影响。唇罩后掠角度增大时主要通过侧板的展向溢流，改变分离包的位置及形态，进而通过降低分离包内的逆压梯度来影响进气道的起动性能。

关键词: 高超声速进气道；后掠角；不起动；溢流；分离包

Abstract: To better investigate the effects of swept lip on starting performance of 2-D hypersonic inlet，several configurations with different swept angles were analyzed by wind tunnel test and 3-D numerical simulation. The unstart flow structures of different configurations are compared，and the mechanism that swept angle causes the flow differences is analyzed minutely. The results show that，swept lip can improve the capacity for starting. At Ma=5.0 and Ma=4.0 flow conditions，the minimum start angles are 75° and 82.5°，respectively. Within some swept angles，the leading edge structure of separate bubble is not affected at Ma=5.0 flow conditions. The spanwise spillage caused by swept lip influences the startability mainly，which changes the structure and position of separate bubble so as to decrease the pressure distribution along the separation，thus the startability is affected.

Key words: Hypersonic inlet；Swept angle；Unstart；Spillage；Separate bubble

华正旭,袁化成,王金刚,陈文芳. 后掠唇口对二元高超声速进气道起动特性的影响研究[J]. 推进技术, 2017, 38(2): 241-248.

HUA Zheng-xu^1,2,YUAN Hua-cheng¹,WANG Jin-gang²,CHEN Wen-fang¹. Effects of Swept Lip on Starting Characteristics of 2-D Hypersonic Inlet[J]. Journal of Propulsion Technology, 2017, 38(2): 241-248.

参考文献

[1] Van Wie D M, Kwok F T, Walsh R F. Starting Characteristics of Supersonic Inlets[R]. AIAA 96-2914.
[2] 袁化成, 梁德旺. 高超声速侧压式模型进气道不起动特性分析[J]. 南京航空航天大学学报, 2005, 36(6): 683-687.
[3] 袁化成, 梁德旺. 高超声速进气道再起动特性分析[J]. 推进技术, 2006, 27(5): 390-393. (YUAN Hua-cheng, LIANG De-wang. Analysis of Characteristics of Restart Performance for a Hypersonic Inlet[J]. Journal of Propulsion Technology, 2006, 27(5): 390-393.)
[4] 张晓嘉, 梁德旺. 内压缩通道几何参数对高超声速进气道性能的影响[J]. 南京航空航天大学学报, 2006, 37(6): 685-689.
[5] 王翼. 高超声速进气道启动问题研究 [D]. 长沙:国防科学技术大学, 2008.
[6] 李祝飞. 高超声速进气道起动特性机理研究[D]. 合肥:中国科学技术大学, 2013.
[7] Tahir R B, Molder S, Timofeev E V. Unsteady Starting of High Mach Number Air Inlets-A CFD Study[R]. AIAA 2003-5191.
[8] 袁化成, 梁德旺. 抽吸对高超声速进气道起动能力的影响[J]. 推进技术, 2007, 27(6): 525-528. (YUAN Hua-cheng, LIANG De-wang. Effect of Suction on Starting of Hypersonic Inlet[J]. Journal of Propulsion Technology, 2007, 27(6): 525-528.)
[9] Lawrence D H, Kenneth E R, Edward G R, et al. Hyper-X Flight Engine Ground Testing for X-43 Flight Risk Reduction[R]. AIAA 2001-1809.
[10] Falempin F, Wendling E, Goldfeld M, et al. Experimental Investigation of Starting Process for a Variable Geometry Air Inlet Operating from Mach 2 to Mach 8[R]. AIAA 2006-4513.
[11] 金志光, 张堃元. 宽马赫数范围高超声速进气道伸缩唇口式变几何方案[J]. 宇航学报, 2010, 31(5): 1503-1510.
[12] 金志光, 张堃元. 宽马赫数范围高超声速进气道转动唇口变几何方案研究[J]. 航空动力学报, 2010, 25(7): 1553-1560.
[13] 王翼, 范晓樯, 梁剑寒, 等. 开启式高超声速进气道启动性能试验[J]. 航空动力学报, 2008, 23(6): 1014-1018.
[14] 滕健, 袁化成. 二元高超声速变几何进气道气动特性研究[J]. 航空动力学报, 2013, 28(4): 775-782.
[15] 王翼, 范晓樯, 何继宏, 等. 侧板构型对二维高超声速进气道启动性能的影响[J]. 航空学报, 2010, 31(2): 105-110.
[16] 刘雄, 王翼, 梁剑寒. 宽高比对侧板前掠二维高超声速进气道启动特性影响研究[J]. 推进技术, 2015, 36(4): 513-519. (LIU Xiong, WANG Yi, LIANG Jian-han. Research on Effects of Aspect Ratio on Starting Characteristics of 2-D Hypersonic Inlet with Forward-Swept Sidewall[J]. Journal of Propulsion Technology, 2015, 36(4): 513-519.)
[17] Teng J, Yuan H. Variable Geometry Cowl Sidewall for Improving Rectangular Hypersonic Inlet Performance[J]. Aerospace Science and Technology, 2015, 42: 128-135.　　　　　　　　　　　　　　收稿日期:2015-08-07；修订日期:2015-09-29。基金项目:国家自然科学基金(51206077)；江苏省研究生培养创新工程(SJZZ_0044)；中国航天科技集团公司航天科技创新基金。作者简介:华正旭,男,硕士生,研究领域为高超声速进气道设计。E-mail: hua.zhengxu@nuaa.edu.cn(编辑:田佳莹)

后掠唇口对二元高超声速进气道起动特性的影响研究

Effects of Swept Lip on Starting Characteristics of 2-D Hypersonic Inlet

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 0

编辑推荐

Metrics

本文评价