航空发动机排气系统红外辐射特性数值研究

任利锋，邵万仁，徐 速，王 伟

(中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015)

1 引言

随着现代红外制导武器的发展，战斗机的生存面临着越来越大的威胁，对其红外隐身性能的要求也越来越高。发动机排气系统是红外辐射的主要来源，特别是3～5 μm波段，排气系统红外辐射强度的降低将大大提高飞机的生存力，因此对发动机排气系统红外辐射特征的研究十分必要。

降低发动机排气系统红外辐射强度的技术主要有高温部件冷却[1-4]、隐身涂层[5]和遮挡[6]等技术。现役的加力型发动机排气系统中喷管主要是轴对称喷管，改变其结构形式遮挡高温部件达到降低排气系统红外辐射强度的可能性不大，最实用的红外抑制措施就是高温部件冷却和低发射率涂层应用。针对这些技术，国内已经开展了一定的研究。刘友宏等[7]对轴对称矢量喷管隔热屏冷却及红外辐射特征进行了研究，单勇等[8]对中心锥冷却结构的气动特性和红外辐射强度进行了试验研究，黄伟等[9]针对降温和低发射率对排气系统红外辐射特征的影响进行了研究。国外也开展了一系列的研究，主要在高温部件冷却、强化掺混和低发射率涂层的应用方面。但在国内外研究中，关于排气系统各固体壁面对红外辐射的贡献、各固体壁面不同发射率组合对排气系统红外辐射强度影响的相关公开报告尚不多见。

本文首先建立了航空发动机排气系统流场计算模型。在流场计算结果基础上，利用现有的红外辐射特征数值计算软件，计算了发动机排气系统的红外辐射特征，得到了排气系统在不同红外抑制措施下的红外辐射强度分布曲线。……