發(fā)動機/擴壓器不同安裝方案對高模試車啟動過程的影響

楊建文，胡錦華，石曉波

(西安航天動力研究所 液體火箭發(fā)動機技術重點實驗室，陜西 西安 710100)

0 引言

為了獲得高比沖，高空發(fā)動機的噴管通常采用大擴張比。這種發(fā)動機如果在地面大氣環(huán)境下進行試車，燃氣在噴管內會發(fā)生分離，噴管不滿流。這樣就無法精確測量發(fā)動機的推力、比沖等性能參數，而且燃氣分離會產生側向力，分離點處也會產生高熱流，可能會造成噴管結構破壞。為了避免流動分離，高空發(fā)動機需要采用引射系統，通過引射將發(fā)動機出口的壓力降低至模擬高度的環(huán)境壓力，以保證發(fā)動機噴管滿流。

1942年，Keenan和Neumann采用一維連續(xù)方程、動量守恒方程和能量方程對無擴散段的等截面引射器進行了分析；1950年，Keenan 等提出了等截面混合超聲速引射器理論和定壓混合超聲速引射器理論，奠定了超聲速引射器設計的理論基礎。之后隨著CFD仿真技術的發(fā)展，Bartosiewicz、Desevaux等采用Fluent軟件對超聲速引射器進行了數值仿真研究，并對不同湍流模型的計算結果和試驗結果進行了對比分析，結果表明SST-兩方程湍流模型的計算結果與試驗吻合較好。Desevaux和Han等采用數值計算，分析了引射器內流場內激波串的變化、邊界層情況以及內部壓力場變化情況。徐萬武等采用數值方法開展了高空模擬試車臺超聲速引射器、環(huán)型超聲速空氣引射器零二次流的流場仿真分析。陳健等開展了高空模擬試車臺主被動引射方案數值研究。文獻[13-20]開展了超聲速引射器、被動式引射器、零二次流引射器以及等截面引射器等的數值仿真研究。……