引气结构对二元塞式喷管冷却和红外辐射特性的影响

作     者：陈静 单勇 张靖周 张序墉 CHEN Jing;SHAN Yong;ZHANG Jing-zhou;ZHANG Xu-yong

作者机构：南京航空航天大学能源与动力学院航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室江苏南京210016 南京航空航天大学能源与动力学院进排气技术教育部重点实验室江苏南京210016 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2023年第44卷第11期

页      面：148-159页

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家科技重大专项(J2019-Ⅲ-0009-0053) 

主　　题：二元塞式喷管 塞锥冷却 引气结构 冷却特性 红外辐射特性 数值仿真 

摘      要：为降低加力状态下二元塞锥表面温度和喷管红外辐射强度,对塞锥进行冷却结构设计。采用数值模拟的方法对比分析了引气结构、冷却通道高度和冷气入口总压比对塞锥冷却和喷管红外辐射特性的影响。结果表明:塞锥冷却后其表面温度和喷管红外辐射强度显著降低;引气腔内无冲击板时,引气角度的改变引起射流核心区位置的变化,造成塞锥头部和前缘展向温度分布差异明显,引气角度为90°时塞锥表面最高温度要比30°和60°的模型高50K;加装冲击板后,冷却通道内的流量分配和塞锥前缘的展向温度分布得到有效改善、塞锥头部的换热得以增强,但同时会引起较大的总压损失,因此相同入口总压比下,加装冲击板后冷却流量降低、塞锥外表面温度升高;随着冷却通道高度增大,冷气流量增加、流速降低,故存在一个最佳通道高度使得塞锥冷却效果最好;以塞锥无冷却为基准,入口总压比为1.0~1.8时,塞锥外表面最高温度降低了470~590K,0°探测角上红外辐射强度降低了25%~33%。