1。2。2 进气道设计要求
(1)总压恢复系数要高,流量系数大,即in = * 尽可能大。 p1 为给定的飞行状态下的
1
可利用最大总压, p* 为高速来流通过进气道之后,剩余的总压。在不计算损失的情况下, p*
和 p* 是相等的,也就是=1。0,但实际上因为空气是有黏性的,这样空气和进气道壁面之间
就会造成摩擦损失,从而in 将小于 1。0。尤其是在超声速下,来流在进气道进口将形成激波, 造成较大的损失。
由发动机推力公式 Fm
V ,其中V 为发动机的出口排气速度,V 为发动机的进口速
度。当设计好的一台发动机,其飞行器的飞行状态一定的情况下,发动机的质量流率为
其中,是尾喷管喉道处的速度系数; p* 是尾喷管喉道处的总压; m 是发动机总质量;
t 是尾喷管喉道处的总温; At 是尾喷管喉道处的面积。又知道文献综述
其中,p1 是尾喷管的收缩段的总压恢复系数;是燃烧室的总压比。式中可以看出,当p1
第 4 页 本科毕业设计说明书
保持不变的情况下,进气道的总压恢复系数in 减少了多少,相应的质量流率 m 就减少多少,
从而使发动机的推力下降。
进气道的设计中,in 的大小通过了计算机的大量计算和实验得出了数据。在初估计发动 机的性能时,可以用美国在 1959 年军用标准指标,如下
其中 Ma为空气来流马赫数。大量的实验表明此时只适用于马赫数 1 到 5 的情况,而 * 表示
的是激波的损失[4]。
例如, Ma=2。0 的空气来流,若b = * =0。925,考虑黏性损失为 5%,则
这表明了进气道的总压损失为 12%,这将导致发动机的推力损失 12%以上。并且在一定 条件下,这个数值将随着飞行马赫数的增加而增加。因此进气道的重要性显而易见,我们应
该考虑到底怎样设计进气道,才能尽可能的提高进气道的总压恢复系数in ,从而减少发动机 的推力损失。
(2)在飞行条件发生改变的情况下,能够提供发动机所需要的空气流量。为了达到这一 要求,进气道设计成在要求马赫数范围内能够自起动,防止空气在进气道进口处发生溢流而 造成总压损失严重和捕获的空气流量减少的状况。
(3)进气道的阻力要小,其阻力包括边界层的放气阻力、外壳的阻力、进气道外表面的 阻力、边界附层隔道阻力。在进气道的压缩面后开一些槽或者孔,从而把压缩面上的边界层 中的气流引出进气道,这样气流在放气管道内将引起一定的阻力,称之为边界层的放气阻力。 所以进气道的布置和结构设计要综合考虑发动机的总体性能,不能顾此失彼,要控制好进气 道的结构大小,尽量减少进气道的阻力,来提高发动机的效率。进气道的布置要飞行器的整 体来考虑,而进气道的结构要符合空气动力学的原理。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
(4)在整个飞行过程中和发动机的工作范围内,进气道能够稳定而有效的进行工作。即 在飞行过程中,进气道的设计要综合考虑飞行的极限条件,确保进气道在这样的工作环境中, 结构不会发生严重变形,结构的强度满足要求,结构的各零件间的配合不会松动,进气道温 度较高的部分可以使用空气冷却来降低温度等等。