从发动机热力循环的角度看,进气道和压气机内进行的都是压缩过程。空气喷气发动机的性能与热力循环中压缩过程的增压比有密切的关系。在来流马赫数比较高的情况下取消压气机,只靠速度冲压,喷气发动机就可以有效地工作,这就是冲压发动机的概念。即使对于涡轮喷气发动机来说,随着飞行速度不断增加,进气道增压比在发动机总增压比中所占份额是越来越大。
进气道总压恢复系数 是说明进气道内总压损失的一个重要参数,定义为
是进气道出口总压, 是大气压。
由于超音速气流滞止为亚音速总伴随有激波损失,亚音速气流留国内管道有粘性损失,故 总是小于1的。因此提高 成为设计、研制进气道的一个主要目标。
对于进气道的主要要求是:
在任何的飞行状态和发动机工作状态下,都能提供发动机所需要的空气量
(二)气流在扩压滞止过程中损失要小
(三)进气道的阻力小
(四)进气道出口流场及温度场能适应发动机工作的需要 _
(五)在各种飞行状态和发动机工作状态下,进气道工作稳定可靠
和上述要求相联系,进气道的主要性能可以用几个相应的性能参数来表征和讦价。这些参数分别是流量系数 、总压恢复系数 、阻力 、进气道出口畸变指数和稳定裕度 。
上述对于进气道以及对于进气道性能参数的要求及分析需要在设计进气道时综合考虑。很明显,各要求参数之间是相互有关的,而且又常常相互矛盾和制约。例如,追
求高的总压恢复系数 与减少进气道阻力X有矛盾;保证宽广的安全运行范围往往需要牺牲一些设计状态下的性能;高性能又安全可靠的进气道往往要求进气道几何尺寸可变和复杂的调节系统,应该和低成本、低重量的要求折衷。此外进气道的性能要求、型式与布置和飞机总体布局以及战术技术要求密切相关。
进气道进气道的分类
气流滞止的方式不同所用的进气道也不同,可以分为皮托式、外压式、内压式和混合式四种型式。
皮托式进气道用于亚音速、跨音速和低超音速飞机,后三种均可用于超音速飞机。
皮托式进气道是一根内通道呈逐渐扩张形的管道,头部像皮托管,由此得名。在超音速时,进口前会形成一道正激波,超音流经过正激波进入气道就滞止为亚音速。由于经过正激波时气流损失大,故这种进气道一般只在 时使用。
外压式进气道是在进气道唇口前伸出一个中心体或楔形压缩面,使超音流依次经过一道(或几道)斜激波及一道正激波,使气流降为亚音速,再进入进气道这种进气道适用于较高M数,其总压恢复系数 比皮托式进气道要高。外压式进气道的特点是超音流在进口外就滞止为亚音流。
内压式进气道的特点是超音速气流全部在进气道内通过一系列斜激波或马赫波滞止为亚音流。内通道截面积先收缩后扩张,外表面平且直,外阻力小,但进气道起动问題严重。
混合式进气道则是外压式进气道与内压式进气道的组合。超音流滞止为亚音速流,一部分在进气道进口外完成,一部分则在进口内完成,唇口内的管道先呈收缩形,然后过渡为亚音速扩张形管道。这种型式进气道适用于 >2.5的飞机。
按照压缩面的形状可以分为二元进气道和三元进气道(常见的轴对称进气道),平面进气道的结构比较简单,调节参数的变化范围比较大,但重量较大。 TBCC可调二元进气道数值模拟(3):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_78303.html