半柔壁喷管初步实验研究

彭 强，廖达雄，秦红岗，易星佑

（中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室，四川绵阳 621000）

0 引 言

跨超声速试验能力是衡量一个国家军事航空能力的一个重要方面。超声速风洞作为超声速试验的重要地面气动设备，在军用飞机、导弹和航天气动试验中起着不可替代的作用。超声速喷管是超声速风洞建立超声速流场的核心部段，其设计质量的高低，直接决定了超声速风洞的流场品质，决定了超声速风洞试验数据的可靠性和精度，决定了超声速风洞的试验能力以及风洞的运行效率。现阶段，西方发达国家先进的大尺寸跨、超声速生产性风洞一般均配置半柔壁喷管，以实现变马赫数的目的，但国内至今还没有掌握该项设计技术。

半柔壁喷管型式与国内已使用的全柔壁喷管型式相比，存在以下特点：半柔壁喷管中，喉道部分为固块，膨胀区使用柔壁，由于在弯曲率最大的喉道部分使用了固块（见图1），因此喷管柔板长度可减少近一半，可以降低对柔板材料和柔板加工的苛刻要求，喷管建造经费可减少20%～30%；柔壁驱动支撑点数量大大减少，控制程序简洁，喷管型面曲线可由少数支撑杆控制形成，机构整体刚性好，喷管型面在承压状态下，可有效抑制喷管型面失稳现象。因此，可在风风洞运行过程中实现连续变马赫数，风洞运行效率大大提高。

图1 半柔壁喷管示意图Fig.1 Diagram of semi－flexible nozzle

目前，国内超声速风洞的喷管主要使用固块模式，小部分超声速风洞使用全柔壁模式，如气动中心的0.3m跨超声速风洞、1.2m跨超声速风洞。……