RBCC火箭對(duì)直擴(kuò)通道抗反壓能力的影響研究

劉曉偉，劉 昊，張蒙正

（西安航天動(dòng)力研究所，陜西西安710100）

0 引言

RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)利用集成于沖壓流道的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，將不同吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)工作速域串聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)大范圍吸氣式模式工作，從而具有較高的綜合性能[1-2,8-10]。如何使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，成為RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

RBCC流道一般基于雙模態(tài)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)流道設(shè)計(jì)。Ma 4.0以上，雙模態(tài)沖壓流道具有較高的比沖。低馬赫數(shù)時(shí)，由于進(jìn)氣道壓縮量（收縮比或壓縮角）偏大，沖壓流道很難維持高的比沖性能。因此，目前很多典型RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)流道方案開(kāi)始采用喉道面積可調(diào)的變幾何技術(shù)[3-6]。低馬赫數(shù)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)喉道面積增加，帶來(lái)燃燒室和喉道面積比的降低，流道型面缺少了大面積比進(jìn)氣道擴(kuò)張段這一結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣道抗反壓能力降低，導(dǎo)致燃燒室壓力上限降低，最終導(dǎo)致沖壓流道的比沖降低。

和雙模態(tài)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)比較，RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)多了內(nèi)置火箭發(fā)動(dòng)機(jī)這一部件，利用火箭產(chǎn)生的高速羽流，應(yīng)該可以增加進(jìn)氣道的抗反壓能力[7]。本文就此開(kāi)展了數(shù)值模擬研究，并對(duì)比了不同火箭布置方式帶來(lái)的影響。

1 物理模型

研究時(shí)選取了兩種RBCC火箭布置方式：中心布置和側(cè)壁布置，分別記為構(gòu)型1和構(gòu)型2，如圖1所示。兩種構(gòu)型均為二維結(jié)構(gòu)，包括隔離段、混合擴(kuò)壓段和等高段三段。隔離段等高，兩種構(gòu)型總高度相等。火箭位于隔離段出口，其軸線和沖壓流道軸線平行，兩種構(gòu)型火箭出口總高度相等，為0.4H，火箭型面相似。混合擴(kuò)張段上下壁面擴(kuò)張角度相同。……