一种考虑燃气性质变化的喷管型面优化方法

摘要

空间火箭发动机喷管具有大面积比,提高其性能是发动机设计的目标之一.以Rao方法为基础,提出一种考虑真实燃气性质变化的喷管扩张段设计修正方法.以某远地点发动机为研究对象,给出了Rao方法设计的初始喷管型面,计算了燃气比热函数,设计了新的喷管扩张段型面.通过数值仿真对比了新型面与初始型面的真空比冲.仿真结果表明:所提出的计算燃气比热容方法可有效用于喷管流场仿真;燃气比热变化对扩张段型面的影响较大,对于具有相同长度的喷管,当考虑燃气比热变化时,扩张段型面出口面积比较小,真空比冲提高,但幅度小于1 s;对于推力不太大的空间发动机,边界层厚度修正带来的性能增益很小.