直升机用引射式红外抑制器气动和红外辐射特性计算

摘要

本文针对武装直升机波瓣喷管引射式红外抑制器，开展了综合CFD/IR的气动和红外辐射特性的数值研究。从发动机工作过程数值模拟到内流场数值计算，到抑制器红外辐射场计算与分析，构建了一整套的数值仿真过程。对不同结构的抑制器缩小模型和不同工作环境下的真实尺寸抑制器模型进行数值研究后，总结归纳出抑制器结构参数和抑制器工作环境对其气动性能和红外特性的影响规律。
　　 在缩比模型研究部分发现：混合管截面比和弯曲角度对气动性能的影响较大；引射流量比在截面比的变化过程中存在一个峰值，同时截面比的增加会导致热混合效率减小；混合管弯曲角度对气动性能的影响主要体现在对引射流量比的改变，弯曲角度愈大引射流量比愈小；壁面发射率仅仅对热混合效率有影响，发射率愈高热混合效率愈小；遮挡罩的红外辐射占抑制器红外辐射的主导，其红外辐射在水平探测面上随探测角度的增加而逐渐减小；混合管遮挡罩可以降低抑制器红外辐射90％，在本文研究的遮挡间距范围内，遮挡间距为10mm时的红外抑制效果最佳。
　　 在真实尺寸模型研究部分发现：发动机悬停高度对抑制器气动和红外辐射的影响较小，高度从100m增加到800m，引射流量比和热混合效率基本不变，抑制器总体红外辐射强度仅仅下降6％；飞行马赫数由0.1增大到0.3，引射流量比相对增大59％、热混合效率相对降低46％，抑制器整体红外辐射减小44.5％-58％；在考虑大气吸收影响的时候，探测距离由2km增加到16km，抑制器总体辐射平均降低57％左右。