隔离段横向喷流作用下激波串运动特性研究

李一鸣, 李祝飞,*, 杨基明, 吴颖川

(1.中国科学技术大学 近代力学系, 合肥 230027; 2.中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 高超声速冲压发动机技术重点实验室, 四川 绵阳 621000)

0 引 言

隔离段作为超燃冲压发动机重要的组成部分之一，其作用是承受燃烧室反压及隔离进气道和燃烧室，通过激波与边界层相互作用产生的激波串结构，匹配进气道与燃烧室工作条件，从而实现发动机较宽的工作范围[1]。大量关于激波串准稳态结构的研究[2-5]表明：反压、壁温[6]、截面形状[7-8]等因素，通过改变激波串的形态和长度，继而直接影响隔离段设计。然而，随着迎角[9]和反压[10-12]的变化，激波串在隔离段内的运动本质上是一个动态过程。此外，因上游进气道对气流的压缩作用，在隔离段内事先形成的反射激波(背景波系[13-15])也会影响激波串的运动过程。

鉴于进气道/隔离段流动的复杂性，为获得激波串运动规律，自由射流风洞实验是其中重要一环。由于直接使用燃烧产生反压[16-17]开展进气道/隔离段实验的难度较大、成本较高，一般采用节流挡板、堵锥等机械结构[18-19]调节流道出口面积，或喷射高压气流[20]产生流动壅塞，迫使隔离段内产生激波串。常规风洞实验时间较长，这些措施容易施展；而激波风洞实验时间很短，进行激波串运动特性研究不仅富有挑战性，而且对在高焓脉冲风洞中开展大尺度进气道/隔离段模型实验具有重要参考价值。李祝飞等使用预先设置楔形堵块的方式[21-22]，在激波风洞中开展了进气道激波振荡研究。……