为克服在低速风洞中由于飞机攻角变化等因素而产生的流量测量误差,提出了在后部抽气管道等直径段增设流量检测装置.试验结果表明,此装置得出的流量值比原在进气管道出口截面处得出的流量值误差小.

针对高超声速飞行器一体化设计方法现状的分析,阐明了吸气式发动机与乘波体飞行器之间高效的一体化对于高超声速飞行的重要作用,并从理论、原理、设计方法3方面进行介绍。在激波理论方面,通过从直线激波的求解拓展到二次曲面激波的求解,为3维曲面激波的研究提供了帮助;在乘波原理方面,将乘波原理从外流乘波拓展到内流乘波,继而提出1种兼顾内外流需求的双乘波原理,深化了乘波原理的内涵;在设计方法方面,对于基本流场的气动设计问题,提出更加高效的一体化气动反设计方法。综上分析并归纳出准3维内外流一体化乘波理论与方法,从而在现有“准3维”研究体系上,构建并完善了全3维内外流一体化乘波理论与方法,对于复杂3维超声速内外流一体化设计技术的发展具有一定借鉴作用。

以缩比的近地面短舱进气道为研究对象,通过数值计算模拟的方法得出在迎风来流条件下速度梯度对地面涡流场的结构及气动特性曲线的影响。研究表明,速度梯度是影响地面涡的主要因素。在不同的速度梯度下地面涡结构明显不同。在Y方向速度梯度下近地截面形成的地面涡是一对涡,旋转方向相反。速度梯度越大,地面涡强度,总压畸变指数明显变大。且峰值会出现滞后现象。在Z方向速度梯度下,近地截面形成的地面涡是一个单涡结构,在进气道上方也会形成一个涡体。地面涡强度、总压畸变指数会先增大后减小,峰值不会出现滞后现象。

对一种Ma=0～7的二元外并联式TBCC变几何进气道设计开展了研究,给出了进气道总体设计思路、气动型面设计过程、变几何调节规律以及流场控制方案。初步数值仿真结果表明,该进气道满足预期的流量捕获需求,高速通道Ma=4和Ma=7时的喉道总压恢复系数分别为0.62和0.45,低速通道Ma=2.3和Ma=4时的喉道总压恢复系数分别为0.97和0.73;该变几何进气道在模态转换过程可以正常工作,没有明显的流动分离出现;由于侧板溢流,三维计算结果下的总压恢复系数与流量系数略低于二维计算结果。对三维外并联TBCC变几何进气道开展了涡轮通道扩压段设计及数值仿真研究,给出了三维模型的气动特性及涡轮通道的反压特性。

螺旋桨滑流产生的加速效应、旋转效应、粘性效应等对于处于后方的进气道性能有显著的影响。基于计算流体力学方法(CFD),通过求解非定常RANS方程,采用滑移动态网格技术来模拟螺旋桨的旋转,建立考虑螺旋桨滑流的飞机进气道气动特性数值仿真方法;以某多轴式涡桨动力系统为研究对象,对螺旋桨滑流对进气道内流的影响进行分析。结果表明:在地面与起飞两个大拉力状态下,有滑流进气道出口总压恢复系数较无滑流的有所提高;而巡航状态下有滑流进气道出口总压恢复系数却降低,除地面小速度状态外,在起飞以及巡航飞行状态下,滑流会增加进气道出口总压畸变指数。

为了探究侧风条件下地面涡的气动特性规律,以近地面的1/30缩比进气道为研究对象,采用数值计算的方法研究了多种来流条件下环境因素对地面涡的流场特征的影响,研究发现:侧风来流时,地面涡强度受到来流速度和离地高度的综合影响:保持离地间隙为0.25,来流速度升高,地面涡强度约在25m/s时达到峰值;离地间隙越小,地面涡的整体强度越大,环量峰值也越高。从0°到90°增大进气夹角,地面涡结构由对涡变为单涡,涡量强度迅速增大。地面涡生成的关键在于进气流管与地面间的相互作用程度,来流速度越低,进气道距离地面越近,越容易生成地面涡;侧风条件下,地面涡的生成不依赖于来流边界层。

对一种组合发动机进气道模态转换设计马赫数下的流动进行了数值模拟,研究了涡轮通道不同区域抽吸对进气道气动性能的影响,对比了外压段不同区域及内压段不同区域抽吸对进气道性能的影响,通过设计不同抽吸方案对比了外压段抽吸及内压段抽吸对进气道气动性能的影响,根据分析结果确定了以外压段为主,内压段为辅的抽吸思路,并选取不同组合方式对比,确定了最优的抽吸方案,以此方案为基础研究了模态转换过程中抽吸对进气道的影响规律。结果表明:在进气道外压段、内压段单独抽吸均可不同程度地改善进气道的起动性能;内、外压区域同时抽吸,随抽吸流量率减小,总压恢复与流量系数乘积增大;涡轮通道抽吸对改善进气道模态转换结束状态起动性能的帮助不大。

介绍了用于飞机发动机进气道斜板模拟实验中的气压信号发生装置的结构原理和软件功能。该装置能产生多种气压信号，软件操作简单，采用CMAC控制方法，系统控制精度高，控制效果较理想。

高速风洞通气模型试验是研究发动机进气对飞行器气动特性影响的重要手段之一。带多个进气道的大长细比导弹通气模型测力试验结果与国外参考值具有很好的一致性。试验中影响试验数据质量的几个关键技术问题及其解决措施有内流管道设计要求、流量调节位置的选取原则以及通气面积比的确定等。

介绍一种新型的，具有最小喉道面积的三维高超声速进气道（称之为收敛形进气道）的数值和实验研究结果。表明使用这种形式的进气道，在整个行速度范围内可以降低阻力和高超声速发动机表面的热防护要求，通过降低外压缩表面的倾斜度和减少进气道及燃烧室壁的面积就可以做到这一点，在采用低维次流动的气动力设计方法的基础上设计成这种形式的进气道。计算是在无粘气体模型构架内用有限体积法进行的。同时用边界层方程计算出计及粘性的气流特性和进气道特性，数值算法是通过收敛形进气道的有限宽楔形外压缩表面的计算和实验数据来验证的。进行实验研究的马赫数M＝2－10．7，基于模型进气道高度的雷诺数Re=(1-5)×10^6，数值计算与实验结果一致性很好，这些结果也和通常 的二维进气道的数据作了比较。