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逆流推力矢量喷管是一种基于流动控制的推力矢量技术,通过逆向二次流使主流偏转达到矢量化的目的。相对于机械控制推力矢量喷管,具有结构简单、质量轻、推力损失小、易于维护的特点,并且在可靠性、隐身性能等方面具有明显优势。本文主要研究了逆流推力矢量喷管性能参数和流场结构特点,外流马赫数对其性能参数的影响,以及非定常情况下性能参数和流场结构的变化情况。 (1)数值研究了二维逆流推力矢量喷管内部流场结构和性能特点及外流马赫数和角度对其的影响。研究结果表明:喷管的矢量角在一定范围内会随着外流马赫数的增大而减小,但当外流马赫数增大0.7之后,矢量角不再有明显变化,二次流质量流量系数则随着马赫数增大不断增大;外流的正向偏角会加速外套管内二次流的正向流速,进而改变流场结构使矢量角增大,同时,还会使得流量系数不断增大;负向偏角会使得二次流转变为逆向流动,进而改变流场结构,使得矢量角增大,同时还会使二次流流量系数在逆向上增大。 (2)数值研究了三维菱形多轴逆流推力矢量喷管性能参数和流场结构,外流对其的影响,及其三维矢量角的实现。结果表明:三维菱形逆流推力矢量喷管能在二次流质量流量小于0.01,推力效率大于0.92的基础上实现24°的最大矢量角;外流马赫数增大,会增大矢量角和二次流质量流量,并降低推力系数;外流角度沿正向和负向增大,均会增大矢量角,正向偏效果角更显著,同时还会降低推力系数;双通道共同作用能在三维方向上实现略大于单通道单独作用下的矢量角。 (3)数值研究了二维逆流推力矢量喷管的瞬态非定常过程,研究了其非定常过程中性能参数和流场结构的变化过程。结果表明:ψp=0.26、0.41、0.54时,边界条件的改变会导致流场结构和性能参数发生变化,但最终会在对应定常情况状态趋于稳定。ψp>0.63,随着边界条件改变性能参数和流场结构在发生变化之后不再回到稳定状态,而会呈现较大幅度的非定常波动震荡,ψp越大波动幅度越大。