| 单词 | 航空进气道 |
| 释义 | 【航空进气道】 拼译：air inlet 是航空飞行器推进系统中的一个重要部件，为发动机提供所需气流量，并将进入的气流减速增压以满足发动机进口的要求。设计进气道必须兼顾内流性能和外流阻力之间的矛盾，为此与进气道几何参数密切有关的气动设计是一个重要的研究领域。20世纪40年代后期，随着喷气发动机和超音速飞行的出现，使进气道研究进入了迅速发展的阶段，而逐渐形成了一门独立的学科。从40年代到50年代，主要对进气道激波系的组织和提高压缩效率以及极限效率等问题进行了研究，1944年德国奥斯伐梯许(Ocwatits h)从理论上推导并提出了进气道最佳波系组织方法，之后各国对进气道溢流阻力问题和进气道的不稳定工况即喘振现象进行了研究。 50年代至60年代，多种飞机型号遇到了进气道与发动机的相容性问题，由于进气道的出口畸变流场影响到发动机的性能和稳定工作，1956年美国国家航空咨询委员会NACA首先提出了进气道出口流场畸变指数的定义，使进气道与发动机的相容性研究可以定量地进行。但未能将周向畸变和径向畸变区分开来，更未能涉及到进气道出口气流的湍流强度等深层次问题。当时对畸变的了解和畸变对发动机的影响均缺乏深入的研究。60年代中期美国F－111飞机在飞行中碰到了严重的进气道与发动机的相容性问题，使飞机的投入使用后延了约10年的时间。从而使进气道出口流场畸变研究的重要性日益突出。1972年西方各先进国家的16家飞机、发动机公司和有关的政府研究机构成立了SAE－16委员会，专门负责协调进气道与发动机相容性的研究，并提出有关的评定标准等。畸变流场的研究涉及稳态总压畸变、动态总压畸变、同相压力脉动、温变畸变以及复合畸变等，其研究内容包括形成机理、测定方法、数据处理和分析方法、动态畸变的统计评定方法、改善措施和模拟试验技术等。70年代中期由于发展S型进气道，又提出了旋流畸变的研究，对弯曲进气道中二次流的发展和旋流形成的机理有了深入了解。粘性是影响进气道性能的重要因素，因而专家们在60至70年代对进气道中的附面层控制问题进行了大量的研究，其研究的重点内容为：(1)附面层在进气道内流流动中的发展和预估。(2)附面层与激波的相互干扰以及对气流流动，尤其是气流分离流动的影响。(3)附面层控制技术及其设计参数的研究。60年代之前设计研究进气道时，其过程计算仅应用一维流估算或进行粘－非粘迭代计算，因而主要是通过试验进行的，所需周期较长，费用较大，而对流场和流动机理的了解和掌握受到试验方法和测试技术的限制。70年代至90年代，随着计算流体力学的发展，计算流体力学在进气道设计研究中的应用日益扩大和深入。从较简单的二维无粘流流场计算发展到应用三维时间相关的纳维尔－斯托克斯方程计算，从单一工况条件下的流场计算发展到多工况条件下进气道流场的预估。其主要的研究内容包括物理过程的数学模型、几何模型、数值格式、网格生成以及其前、后处理方法等。由于当前计算流体力学的应用尚受到计算机能力和储存量的限制，另一方面描述复杂的进气道内流流动过程的数学模型，其中包括湍流模型还需不断地完善和发展，因而采用计算预估与试验研究相结合的方法，也即计算流体力学方法与实验验证结合应用是必要的，对了解进气道内流流动过程和改进进气道的设计将起到显著的作用。早期进气道的设计和研究通常针对孤立的进气道。随着航空技术的发展，提出了进气道／机体一体化设计技术，从60年代开始进气道与飞行器机体的一体化气动布局和气动设计，改善了飞机的性能，如采用腹部进气道可改善飞行的攻角性能，背置进气道可改进隐身性能等。为发展高超音速飞行器，从60年代后期开始开展了高超音速进气道的研究，其主要特点在于进气道应利用飞行器前机身作为外压缩面的一部分，用以改善气动布局和减少尺寸和重量。另外在高超音条件下气流流动过程必须考虑其变比热和变成份因素，同时也须计及壁面的热交换过程。为适应飞行器从超音速到高超音速的飞行范围，其激波组织和流路气动设计均有特殊的要求，使进气道工作性能得到保证。高超音进气道的结构和材料也是一项重点的研究内容，由于其高气动热负荷条件，必须采用耐热复合材料和合理的冷却结构措施。1988年，德国冯·卡门流体动力学研究所举行进气道气体力学方面的专题系列报告会，提出了进气道当前研究和发展的主要问题，涉及飞机和导弹上使用的进气道，其中包括内流性能和外流阻力、进气道和发动机相容性问题、进气道与机体一体化设计技术等。其研究的重点内容为：(1)各类飞机和导弹用进气道的设计技术。(2)进气道与发动机的相容性问题，其中包括旋流畸变的形成、发展和抑制技术。(3)动态畸变的评定技术。(4)进气道与机体的一体化设计技术。(5)进气道唇口设计。(6)进气道阻力问题。(7)气动设计中的计算流体力学方法的应用。(8)进气道中附面层的控制方法。(9)大攻角工况下进气道的设计技术。(10)进气道试验技术。(11)高超音进气道的设计研究。(12)进气道调节方案及其结构实现。【参考文献】：1 Bush H I．Inlet Total-Pressure Distortion Consideration For Gas-Turbine Engines，SAE S-16，AIR1419，Pennsylvania：Mars，1983∶86～1452 Seddon J，Goldsmith E L．Intake Aerodynamics，London：Collns，1985，1～3373 Seddon J．Intake Aerodynamics，Lecture Series，1 988～04，Belgium，Von Karman lnotitute For Fluid Dynomics，1988(北京航空航天大学黄熙君教授撰) |
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