RBCC在模態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的內(nèi)流場特性

李夢磊，楊 雪，楊一言，李佩波，石 磊

(1.國防科技大學 空天科學學院，湖南 長沙 410073；2.西北工業(yè)大學 燃燒、熱結(jié)構(gòu)與內(nèi)流場重點實驗室，陜西 西安 710072)

0 引言

火箭基組合循環(huán)(rocket based combined cycle，RBCC)發(fā)動機是一種極具潛力的動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)兼容并包，通過集成高推重比的火箭動力系統(tǒng)和高比沖的沖壓發(fā)動機系統(tǒng)，其在快速性、可重復性、經(jīng)濟性等方面極具優(yōu)勢。結(jié)合其寬速域工作范圍和多模態(tài)一體化結(jié)構(gòu)設計的特點，RBCC發(fā)動機是新一代空天飛行器、臨近空間偵打平臺、高機動快響應導彈等先進飛行器的潛在動力，其相關技術亦成為國內(nèi)外先進推進技術的研究熱點之一。

上述研究結(jié)果表明，目前針對RBCC流道設計與調(diào)控，模態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的內(nèi)部燃燒組織、能量管理和性能提升等方面研究較多，研究相對獨立，而對于模態(tài)轉(zhuǎn)換過程中變火箭流量調(diào)控下工作特性這一宏觀層面耦合性極強的問題研究較少。此外，在引射向亞燃模態(tài)轉(zhuǎn)換階段，若內(nèi)置火箭和流道參數(shù)的匹配不合理，勢必會造成大量的燃料消耗，甚至會導致進氣道不起動，進而影響整個飛行器的工作性能。故開展RBCC在模態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的內(nèi)流場特性研究對提高RBCC高效模態(tài)轉(zhuǎn)換具有重要意義。因此，本文以RBCC隔離段及后段燃燒室為研究對象，火箭流量和背壓調(diào)控為研究變量，通過數(shù)值模擬，開展引射向亞燃模態(tài)轉(zhuǎn)換過程中流場特性研究，旨在獲得保證RBCC發(fā)動機實現(xiàn)平穩(wěn)模態(tài)過渡的最佳調(diào)控方式。

1 計算域構(gòu)型與工況設置

1.1 計算域構(gòu)型