为了在现代空战中取得优势,如何提高飞行器的矢量控制及生存能力受到各国学者的广泛关注。由于红外探测具有探测精度高、隐蔽性好且抗干扰能力强等优点,其在各类飞行器探测技术中得到了广泛的应用。因此,提高飞行器的红外隐身能力是提高飞行器生存能力的关键。与传统轴对称喷管相比,单边膨胀喷管不仅可以提供灵活多变的矢量推力,而且拥有更好的一体化设计和红外抑制能力。向单边膨胀喷管中引入二次冷流既可改变喷管的气动性能,又可对喷管内壁面及尾焰进行冷却从而降低其红外辐射。因此,本文主要针对两种典型的二次流引入单边膨胀喷管,研究不同几何参数及气动参数工况下喷管的气动性能和尾焰红外辐射特性的变化,主要研究内容包括两部分。首先是二次流引入单边膨胀喷管的尾流场计算及气动性能分析:采用Fluent软件平台对尾流场进行模拟,考虑尾焰中复燃现象对其流场参数分布的影响。对于所选计算模型,通过对喷管内部及尾流场的典型流动特征进行验证分析,证明其对所研究问题的合理性。针对单膨胀边开缝喷管,改变膨胀边角度及开缝率对流场进行模拟,并计算轴向推力及推力矢量角。针对喉部气动矢量喷管,通过改变次主流压比、射流角度以及射流相对面积比对流场进行模拟,计算轴向推力及推力矢量角,并对其气动性能进行深入分析。其次是二次流引入单边膨胀喷管的红外辐射特性分析:由于本文所研究的尾焰为纯吸收性介质,因此只需计算气体的吸收系数即可。通过宽谱带K分布模型计算并建立相应的K分布吸收系数库,利用数据库插值计算每个计算单元的吸收系数。通过视在光线法求解辐射传输方程,得到不同探测角度下尾流场的总辐射强度。通过改变单膨胀边开缝喷管的膨胀边角度及开缝率和喉部气动矢量喷管的次主流压比、射流角度以及射流相对面积比,研究这些几何参数及气动参数对尾流场红外辐射特性的影响。