[发明专利]一种大落压比超音速叶栅喷嘴气动设计方法

权利要求书

1.一种大落压比超音速叶栅喷嘴气动设计方法，其特征在于，所述叶栅喷嘴的截面型线设计为具有缩放特征，呈拉瓦尔喷管形式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叶栅喷嘴的截面型线由若干圆弧和直线相切连接组成，从进口到出口依次分为进口收敛段、梯形扩张段和出口斜切段；

所述叶栅喷嘴的截面型线的进口收敛段由若干圆弧组成，亚音速气流在进口收敛段不断加速，并在叶栅喷嘴喉道位置达到音速；

所述叶栅喷嘴的截面型线的梯形扩张段由两条直线组成，相应地，梯形扩张段流道的几何中心线也是直线；由叶栅喷嘴喉道位置流出的气流在梯形扩张段进一步加速，形成超音速气流；梯形扩张段的进、出口面积之比即为叶栅喷嘴的扩张比；

所述叶栅喷嘴的截面型线的出口斜切段由右侧型线延伸段与喷嘴出口段组成；由梯形扩张段流出的超音速气流利用出口斜切段的通道特征膨胀加速。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述叶栅喷嘴的气流通道通过根部和顶部两个截面的型线成型。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述叶栅喷嘴顶部截面出口几何中心与根部截面出口几何中心的连线经过叶栅喷嘴径向线。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述叶栅喷嘴的气流通道沿叶高方向夹于两个平面之间，其端壁和机匣表面均为平面。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述叶栅喷嘴的外径为涡轮的最大径向尺寸。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述叶栅喷嘴的出口吸力侧位置具有变半径倒圆。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述叶栅喷嘴的扩张比根据涡轮一维评估设计中得到的出口马赫数确定，喉部面积则由涡轮流量决定，最后根据三维CFD计算结果对扩张比和喉部面积进行局部微调，直至满足气动性能要求。

9.一种利用权利要求1至8中任一项所述方法设计得到的叶栅喷嘴。

10.一种发动机，其特征在于，该发动机包括如权利要求9所述的叶栅喷嘴。