等压力梯度曲面压缩系统性能参数化分析

潘 瑾，金 峰，张堃元

(南京航空航天大学 a.金城学院;b.能源与动力学院，南京 210016)

进气道是吸气式发动机的重要部件之一，有轴对称压缩［1］、二维平面压缩［2］、侧压式［3］、三维压缩［4－6］等多种压缩方式，其压缩面的设计具有至关重要的作用。一般来说，对超声速气流的压缩离不开激波压缩或等熵压缩波的压缩。目前公认的进气道设计理念(即压缩面的配波理论)主要是经典的K.Oswatitsch等强度激波理论、等熵压缩理论等。

传统的压缩方式如斜楔压缩、锥形压缩甚至等熵压缩，在应用于高超声速进气道设计时均存在各种各样的问题。例如:多级斜楔压缩损失大，局部压力梯度大;等熵压缩虽然损失小，但压缩面过长，沿流向压力梯度的变化大，使得高超声速进气道不仅长度长、质量大、冷却难，而且摩阻较大。文献［7］提出一种新概念非常规弯曲激波压缩型面的设计方法，并将其运用于二维进气道设计中。采用弯曲激波压缩系统作为进气道的外压缩面，在减小压缩面附面层分离、缩短进气道压缩面长度和提高进气道非设计点性能等方面均有一定的优越性。

本文对曲面压缩系统做了进一步的研究。依据文献［7］的设计理念，采用小折线构成弯曲压缩面，并约束各小折线的壁面压力为等压力梯度变化。通过设计参数的调整，得到不同曲率的等压力梯度曲面压缩系统。在一定的来流条件下，分析了设计参数对曲面压缩系统的出口性能参数及所形成的弯曲激波的性能影响。……