赵海宇1, 宋经远2, 胡双卫1, 钟锐1, 王青山1

1.中南大学 机电工程学院，长沙 410083

2.中国航发沈阳发动机研究所，沈阳 110015doi: 10.7638/kqdlxxb-2023.0063

为提高飞行器排气系统的隐身性及机动性，提出了一种仿生蜻蜓式垂直起降喷管，并对不同模式下喷管的流动特性及流道优化进行研究。

图 1  垂直起降喷管设计方案与结构示意图

图 2  S形隐身喷管结构

首先运用CFD方法分别对常规巡航、S形隐身以及垂直起降模式下的蜻蜓式垂直起降喷管进行流场数值仿真，探究该喷管的流动特性；

然后在此基础上，分别研究喷管各舱段间相对转角对S形隐身模式及垂直起降模式下喷管气动特性的影响规律，得出相应模式下气动性能较优的蜻蜓式垂直起降喷管。

研究结果表明：

1） 在喷管落压比相同的条件下，常规巡航喷管的气动性能较优，S形隐身喷管气动性能较差。

图 3  喷管对称面及出口截面气流总压与流线分布

2） 靠近出口的相对转角增大，会使得喷管出口下壁面易产生气流回流区，进而导致喷管整体气动性能的降低幅度较大。

图 4  不同转角方案的垂直起降喷管气动性能参数对比

3） 喷管各舱段间相对转角对S形隐身喷管及垂直起降喷管的流动特性有较大影响。其中相对转角组合为方案D的S形隐身喷管和相对转角组合为方案B2（同B3）的垂直起降喷管的综合气动性能较优。

摘自《空气动力学学报》