迎角变化引起的高超声速进气道起动迟滞现象试验研究

摘要

高超声速进气道在起动过程中存在迟滞现象,起动迟滞对发动机的工作范围有重要影响.以一种Bump/前体一体化进气道为研究对象,通过试验和数值仿真结合的方法,研究迎角变化引起的进气道起动迟滞现象.试验在国防科技大学LF-220自由射流风洞中进行,来流条件Ma=5.0,采用蓄热式加热器对上游气流进行加热,稳定段总压1.59MPa,试验段静温91.67K.试验模型由底座、进气道前体前锥、进气道前体后锥和唇罩4部分组成,模型总长度285mm.采用PSI压力传感器对模型壁面压力进行测量,采样频率为100 Hz.试验成功捕捉到进气道随迎角变化由不起动转化为起动的动态过程.研究表明,高超声速进气道随迎角变化存在明显的迟滞现象.试验获得进气道自起动迎角为-1.3°,而进气道自不起动迎角大于10°.在进气道自起动/自不起动过程的研究中发现,随着进气道流动状态的不同,迎角和大尺度分离区交替主导流量变化.