摘要：为了探究气溶胶离散颗粒对飞行器排气喷管热喷流3~5μm波段的红外辐射的抑制效果,设计地面状态下气溶胶颗粒投射的仿真环境,采用大涡模拟和颗粒离散相模型对含气溶胶颗粒的飞行器排气喷管尾部气固两相剪切流进行数值模拟研究,系统地分析颗粒的质量流量、粒径和喷射速度对离散颗粒空间分布形态以及热喷流红外辐射抑制的影响规律。研究结果表明:颗粒的质量流量和粒径对于红外抑制效率的影响较为明显,增加颗粒质量流量对颗粒的空间分布形态影响较小,但能够显著提升红外抑制效率;当颗粒粒径大于1.0μm时,颗粒空间分布均匀,红外抑制效率最高;颗粒的喷射速度对于颗粒的空间分布以及红外抑制效率的影响较小。

摘要：针对燃烧室高速气流中低压组织燃烧需求,本文分析驻涡稳定器-径向稳定器组合结构的燃烧性能,对驻涡燃烧室传焰和稳焰结构的优化设计提供支撑。研究采用实验和数值模拟相结合的方法,在0.06~0.08MPa的负压条件下,获得了组合稳定器结构的燃烧效率、出口温度分布和热态流场。结果表明,径向稳定器的存在使得燃烧室出口产生了明显的温度不均匀现象;降低燃烧室总压将导致燃烧效率明显恶化,总压每下降0.01MPa,对应的燃烧效率将下降约5%。燃烧区的位置与流场息息相关,在热态燃烧过程中,高温区集中在凹腔侧边和径向稳定器外侧,燃烧室中央部分存在来源于凹腔值班级、并沿径向稳定器传播的火焰。余气系数的提升将增加主流供油的穿透深度,导致燃烧区进一步集中在燃烧室两侧,出口温度不均匀程度将由此上升,当余气系数下降到2以下时,燃烧室两侧燃油的富集将导致燃烧效率下降。

摘要：针对细长旋成体导弹高空粘性干扰效应气动性能工程预测方法研究不足的问题,开展了细长旋成体导弹高空粘性干扰效应气动性能工程预测方法研究。首先,采用数值模拟方法研究了细长旋成体导弹高空粘性干扰效应机理。然后,从流动机理出发,利用等价锥法、参考焓理论与低空部件叠加法,构建了一套考虑高空粘性干扰效应的细长旋成体气动性能工程预测方法。最后,采用CFD与风洞试验数据完成工程预测方法精度验证。结果表明:该工程预测方法可有效提升气动性能预测精度,全弹法向力系数误差基本在5%以内,压心系数偏差在0.01左右。

摘要：在发动机控制系统设计中,为了缩短设计周期、降低研发成本,需要建立面向控制的、较为精确的、实时性高的超燃冲压发动机性能计算模型,以保证模型精度、提高计算速度为研究目标,基于多核高性能计算仿真平台,开展了面向控制的超燃冲压发动机一维模型实时性优化工作。运用简化计算流程、改进C语言程序、开拓缓存区等方法有效提高了一维模型计算速度。创新性地尝试了计算流体力学并行化方法,对隔离段和燃烧室一维模型进行结构分解。计算网格平衡分配至多个中央处理器,并借助核间数据通讯实现多核并行计算。与串行模型计算结果对比,七核并行计算模型性能参数偏差不超过0.1%,全工况仿真时间小于30ms,计算耗时较优化前缩短了75%以上。实时性优化后的多核并行模型计算精度高、速度快、收敛性好,可以作为超燃冲压发动机控制系统设计和半实物仿真验证平台。

摘要：为实现发动机方案设计阶段预冷器的快速设计与评估,建立了预冷器准二维快速评估模型。将SABRE预冷器的几何结构简化为一个扇环形区域,沿径向和周向将该区域划分为二维节点。应用守恒方程及传热关联式完成单个节点计算,再求解节点矩阵的平衡方程组,计算内外流体特定节点上参数的二维分布,得到预冷器出口参数。将模型嵌入发动机总体性能程序中,实现了发动机设计及非设计点的预冷器性能计算的功能。与文献数据对比表明,预冷器模型传热计算误差<5%,摩擦阻力误差<10%。整机计算结果显示,Ma=0~5时,预冷器空气侧温降为143~932K,温降随飞行马赫数升高单调上升。预冷器传热有效度为0.896~0.945,空气侧总压恢复系数为0.852~0.904。

摘要：为了研究深冷组合循环发动机吸气模态最大状态控制规律,基于部件法建立了发动机热力学计算模型,依据整机共同工作条件确定了发动机非设计点计算的变量与平衡方程。根据工质间的相互影响关系,提出了以氦压气机转速和氦涡轮前温度为控制变量的双变量控制规律。在考虑发动机机械负荷、气动负荷、热负荷及压气机稳定裕度等限制的条件下,根据制定的最大状态控制规律,完成了高度特性和速度特性的计算。根据限制条件计算得到了发动机的工作包线,并指出了最大状态控制规律的区域划分。最后,将控制规律应用于工作包线内,获得了压气机转速、换算转速及工质流量等参数的分布规律。结果表明:工作包线上下边界分别取决于氦压气机喘振裕度限制和空气压气机换算转速下限,右边界限制取决于换热器1氦气出口温度上限。深冷组合循环发动机最大状态控制规律应划分为2个区域,分界线满足以下条件:空气压气机和氦压气机换算转速同时达到最大值。分界线以上空气压气机达到最大工作状态,分界线以下氦压气机达到最大工作状态。空气压气机进口参数是决定控制规律分界线的主要因素。

摘要：为了研究3D打印制造技术在固体火箭发动机领域的应用可行性,以某典型铣削制造难加工的固体火箭发动机用金属支撑构件为研究对象,在制备技术、基础性能、效率对比、结构轻质化、使用性能等方面进行了研究,获得了3D打印制造TC4构件的性能数据、数值分析结果及实现工程应用的研究路径。较传统铣削制造工艺,3D打印构件不仅可满足工程应用要求,还可协同结构优化设计,实现制备效率提升50%、轻质化结构最大减重13.6%及最大拉力达63.9kN,为难加工、复杂零件的轻质化高效成型提供了新的途径,值得进一步深入系统研究。

摘要：为了有效解决推进系统中热声压力振荡的危害问题,对热声压力振荡的抑制特性进行系统研究。基于固体火箭发动机设计一种平面火焰圆柱形燃烧室实验装置,根据此实验系统,开展阻尼环及其安装位置对热声压力振荡抑制影响的实验,并通过理论计算对实验规律进行了验证。结果显示:无阻尼环时燃烧室内激发出频率为115 Hz,振幅为119 dB的1阶压力振荡;安装阻尼环后使得1阶压力振荡幅值减小至81 dB,降低约32%,但同时也激发出较弱的高阶振荡;当阻尼环向燃烧室出口移动,1阶压力振荡幅值进一步减小,降低约13%,而高阶模态振荡幅值略有增加。理论计算结果与实验规律吻合较好,表明:阻尼环增加系统阻尼,从而有效抑制了热声压力振荡;且阻尼环靠近出口处阻尼更大,抑制效果更明显。

摘要：某空天飞行器为追求极高升阻比,导致其舱内安装空间十分有限,这就要求飞行器舱内各分系统满足体积小、质量轻、功耗低的现实需求,因此设计了一种集成化遥测/外测/安控系统。该系统将遥测的数据采集、发射通过模块化耦合为一体,将传统的外测应答机与安控指令接收机采用综合射频电子技术进行一体化设计;在软件架构上,采编器和遥测综合器之间采用主从通信方式进行传感器数据传输,减小信号受电磁环境干扰;对飞控系统1553B的关键时序指令采用记忆延时重发方法,解决了火焰干扰导致的遥测数据可靠接收问题;外测安控一体机数字终端采用软件无线电可配置的方式进行设计,形成了一种通用化软、硬件架构。该遥外安分系统具有质量轻、体积小、功耗低和集成化程度高的特点,满足该飞行器功能及结构要求,且可快速适配空天飞行器遥外安系统需求的特点,具有较好的工程应用前景。

摘要：为了提高压气机叶型负荷,提出了一种可控环量尾缘造型方法,该方法对叶型尾缘处弦长2%的区域进行特殊造型,通过改变流动后驻点位置从而提高叶型环量,增加叶型气流转角。在不同马赫数及雷诺数下进行数值模拟得到了一致的结论。数值模拟结果显示:以设计进气角D因子为0.52的叶型为基准叶型,采用可控环量尾缘造型后叶型气流转角可提高21%,同时总压损失基本无变化,部分叶型甚至在气流转角提高的同时总压损失有所降低。而当气流折转角相同时,可控环量尾缘可以比传统尾缘的总压损失更小。