一种进气道自起动特性检测方法

李祝飞，高文智，李 鹏，姜宏亮，杨基明

(中国科学技术大学，合肥 230027)

0 引言

进气道能否自起动，关乎整个吸气式高超声速飞行器飞行试验的成败。2011年6月美国进行了X-51A第二次飞行试验，超燃冲压发动机在由乙烯燃料转换到JP7碳氢燃料的过程中，出现了进气道不起动。虽然飞行器试图调整到有利于进气道再起动的状态，但没有奏效，最终导致试验未能达到预期目标［1］。高超声速进气道在设计过程中，为了获得良好的自起动性能，普遍采用经典的Kantrowitz起动界限［2］作为进气道自起动的内收缩比(ICR)界限，造成进气道效率的大大降低而失去其实用价值［3］。Kantrowitz界限假定进气道入口前存在一道正激波，因而不适用于高超声速进气道。由于高超声速进气道几何形式的多样性和内部流动的复杂性，目前还没有较好的理论对高超声速进气道的起动特性进行准确和全面的预报［3-4］。风洞实验无疑成为重要的研究手段之一。文献［5-6］的风洞实验结果表明，Kantrowitz自起动界限对于高超声速进气道往往过于保守。研究高超声速进气道自起动特性的快速实验检测方法，对预报进气道的自起动性能具有重要意义。

开展定几何进气道自起动实验的关键是在有效的试验时间内先迫使进气道不起动，然后移除导致不起动的因素，考察进气道能否再起动。进气道的再起动是认定进气道在类似条件下，具有自起动能力的直接证据［7-8］。在常规风洞中，由于试验时间足够长(10s量级)，多采用依据节流原理设计的机构，调节流道的出口面积迫使进气道不起动。……