基于双边界动态开启时序的整体式固体火箭冲压发动机进气道转级瞬态流动特性与稳定性研究：实验、CFD模拟及稳定窗口分析

基于双边界动态开启时序的整体式固体火箭冲压发动机进气道转级瞬态流动特性与稳定性研究：实验、CFD 模拟及稳定窗口分析 | MDPI Aerospace

论文标题：Transient Flow Dynamics and Stability of ISRR Inlet During Mode Transition with Dual-Boundary Dynamic Opening: Experiments, CFD, and Stability Window Analysis

论文链接： https://doi.org/10.3390/aerospace13050472

期刊名： Aerospace

期刊主页： https://www.mdpi.com/journal/aerospace

整体式固体火箭冲压发动机（Integral Solid Rocket Ramjet，ISRR）是一种将火箭助推与冲压巡航功能集成于同一发动机内的新型组合推进系统，具有结构紧凑、推重比高、适用于高速远程飞行等优势，在未来高超声速飞行器动力系统中具有重要应用价值。ISRR 通常经历火箭助推、模态转换和冲压巡航三个阶段。其中，转级过程是发动机由封闭高压火箭模式向开放吸气冲压模式转换的关键环节。在这一过程中，进气道入口和出口堵盖需要按照一定时序开启，以建立稳定空气流通通道。然而，由于入口和出口边界状态变化存在时间差，进气道内部会经历激波迁移、压力波传播、流动分离以及复杂非定常耦合过程，严重时可能诱发进气道不起动（Unstart）和强烈压力振荡，降低发动机转级可靠性。

目前，针对超声速进气道转级过程的研究主要集中于单一边界扰动，例如背压变化、来流变化或入口开启过程，而真实工程环境中的入口与出口堵盖通常存在协同开启过程。因此，双边界动态开启条件下，不同开启顺序、开启速度以及飞行条件如何影响瞬态流动稳定性，仍缺乏系统认识。

针对这一问题，来自西安航天动力技术研究所的杨石林博士及其团队在Aerospace期刊发表了文章，开展了整体式固体火箭冲压发动机进气道双边界动态开启研究，采用数值模拟与自由射流试验相结合的方法，建立了入口/出口堵盖动态开启时序参数化模型，系统分析了不同开启策略下的压力响应、激波结构演化以及稳定性边界，为 ISRR 转级控制策略设计提供了新的理论依据。

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