混合室對零二次流環形超聲速引射器性能的影響

范 威，欒希亭，韓先偉，鄧永鋒

（1.西安航天動力研究所，西安710100；2.西北工業大學，西安710072）

0 引言

利用超聲速射流的引射增壓作用可以實現一定的真空度，它可取代龐大復雜的真空設備，模擬發動機等的排氣反壓和環境壓力條件[1]，已經在火箭發動機高空模擬試驗系統[2]、亞燃沖壓和超燃沖壓的地面試驗系統[3]，以及高能激光器、高能束引出設備等壓力恢復系統中得到了廣泛應用[4,5]。

超聲速引射器中的混合室是將引射氣體與被引射氣體充分混合的場所。對于大多數二次喉道超聲速引射器都采用直接收縮式的混合室結構，而對于長時間工作零二次流環形超聲速引射器來說，影響可靠啟動、工作可靠性和盲腔壓強的因素非常復雜，既與引射噴管的參數有關，也與混合室、二次喉道和亞擴段所構成的擴壓器擴壓性能有關。針對小尺寸、高性能和高穩定性的要求，有必要對引射器的混合室結構進行改進，以提高引射器的引射性能，減小引射器的軸向尺寸。本文采用數值模擬方法，重點研究零二次流環型超聲速引射器不同混合室結構對性能的影響。

1 物理模型與計算方法

本文研究超聲速空氣引射器，引射介質為500 K的熱空氣，理想氣體，沒有考慮引射空氣超聲速膨脹時的氣體冷凝問題。由于所研究的零二次流環型超聲速引射器的幾何結構和流場結構均具有軸對稱特征，因此采用二維軸對稱雷諾平均Navier-Stokes方程，湍流模型采用Spalart-Allmaras模型（簡稱S-A模型）。……