06.进发匹配试验自由射流技术研发与验证(孙晗校对)-已校对.pdf

进发匹配试验自由射流技术研发与验证 摘 要 ：为研究及验证评估进发匹配的自由射流技术，阿诺德工程发展中心(AEDC)实施了 一个小型试验项目。这项验证以比较F-16 和F-15 进气道模型的风洞和自由射流试验试验 结果为基础。比较的参数包括进气道前方参考平面上的流体特性和靠近发动机表面的气动 界面总压畸变。且进气道参考界面被选为模拟的控制点。在进气道畸变试验以前设定自由 射流参数来建立风洞参考界面外形。关于气动界面上的稳态和实时变化畸变比较结果形成 了验证的标准。进气道畸变测量比较通过验收程序中的测量指标来评估。通过对畸变进行 比较，得出了以下结论：(1)使用自由射流方法可模拟自由气流进气道特性；(2)前机身模拟 器可以用来模拟整个机身对流动特性的影响；(3)模拟时，可采用进气道参考界面设定自由 射流参数。以上分析为进发匹配试验方法严格验证提供了验收程序应用经验。 术语 ALPFJ 自由射流攻角，度 ALPHA 自由气流攻角，度 ALPL 进气道参考面当地攻角 ，度 BETA 自由气流侧滑角，度 BETFJ 自由气流侧滑角，度 BETL 进气道参考面得当地侧滑角 ，度 D 2 经平均发动机表面总压标准化的发动机表面总压最大值和最小值之差 KA 2 普惠发动机表面畸变系数 MACH 自由流马赫数 MFJ 自由射流喷管出口马赫数 ML 进气道参考面当地马赫数 PT 自由流总压，帕 PTFJ 自由射流总压，帕 PT 2 气动界面平均总压，帕 PTj- I 由梳状排管j 上的探针i 测得的气动界面当地总压 RAKE 参考界面上的探针位置，英寸 RE 自由流单元雷诺数，1/ft RMSE 自由射流和风洞总压畸变测量值间的均方根误差 R 2 进气道平均总压恢复，PT 2 /PT 或PT 2 /PTFJ TI 2 紊流系数，由PT 2 标准化的气动界面平均总压脉动的均方根 TT 自由流总压，°R 77 WC 2 针对标准天气条件校准的全尺寸进气道流量，ibm/sec △D 2 D 2 ( 自由射流)-D 2 (风洞) △KA 2 KA 2 ( 自由射流)- KA 2 (风洞) △R 2 R 2 ( 自由射流)- R 2 (风洞) △TI 2 TI 2 ( 自由射流)- TI 2 (风洞) 1 简介 为评估全尺寸飞机进气道和发动机系统的匹配性，AEDC 开发了自由射流试验技术。研究的内 容涉及实现AEDC 推进系统试验设备技术的协助技术和全尺寸系统。有关全尺寸系统的描述见参考 资料1 和2.。这里描述的平行项目的技术包括战斗机机动飞行应用和战斗机结构缩尺试验验证方法。 参考资料3 和4 提到的不成熟结论表明自由射流方法是实现战斗机进发匹配试验的理想工具。但是， 已经曝光的工作包括先前关于实时变化畸变模拟的稳态分析，得出的结果很有限。除此之外，用来 评估缩尺试验结果的验证标准也不成熟。因此，AEDC 对复杂验收程序和实时变化进气道畸变结果 的验证标准进行了处理和进一步分析。关于自由射流试验概念，缩尺发展项目的演变过程和实时变 化型畸变和验收程序评估的必威体育精装版结果在这篇文章中都有所阐述。 2 自由射流概念 对喷气飞机设计来说，机身和推进系统的匹配性设计是首要任务。航空舒适性，尤其是在大攻 角和侧滑角机动飞行时，要求飞机的各个零部件作为一个系统默契配合。现在的飞机设计都在朝攻 角越来越大的方向发展，甚至需要达到过失速机动飞行要求。而且，通过推力换向来提高机动飞行 能力也已成为现实需求。另外，推进系统的性能同时受进发匹配性和尾喷管-后机身匹配性影响。所 以，推进系统能否和飞机系统在气动性能方面融为一体也就成了飞机设计是否成功的关键。 一个匹配的进气道-发动机系统要求进气道在大攻角和侧滑角工况下能捕捉到足够的气流，并且 把它输送至压力很高的发动机流道内，而不至于导致发动机流到道内出现总压畸变现象。地面试验 设备在系统开发的相应阶段还得用来验证进气道-发动机匹配性